a Nêu các cách mắc các dụng cụ trên với nhau mô tả bằng sơ đồ mạch điện và tính giá trị của biến trở R2 trong mỗi cách mắc để đèn sáng đúng định mức.. Cho biết các dây dẫn nối các dụng c[r]
(1)Phßng GD-§T quËn CÇu GiÊy §Ò thi häc sinh giái líp N¨m häc 2010 - 2011 M«n: VËt lÝ Thời gian: 120 phút (không kể thời gian giao đề) C©u 1: (4 ®iÓm) Lóc giê hai « t« cïng khëi hµnh tõ hai ®iÓm A vµ B c¸ch 96km vµ ®i ngîc chiÒu VËn tèc cña xe ®i tõ A lµ 36km/h, cña xe ®i tõ B lµ 28km/h a) T×m kho¶ng c¸ch gi÷a hai xe lóc giê b) Xác định vị trí và thời điểm lúc hai xe gặp C©u 2: (4 ®iÓm) Mét èng ch÷ U cã tiÕt diÖn 1,2cm chøa thñy ng©n; nh¸nh bªn tr¸i cã mét cét chÊt láng khèi lîng riªng D1 cao 9cm, nh¸nh bªn ph¶i, mét cét chÊt láng khèi lîng riªng D2, cao 8cm Khi đó, mức thuỷ ngân hai nhánh chữ U ngang Đổ thêm vào nhánh bên phải 10,2ml chất lỏng D thì độ chênh lệch mức chất lỏng hai nhánh chữ U là 7cm Xác định các khối lợng riêng D1 và D2 Biết khối lợng riêng thủy ng©n lµ 13,6kg/cm3 C©u 3: (4 ®iÓm) Có số chai sữa giống nhiệt độ t x Ngời ta thả chai vào bình cách nhiệt chứa nớc, sau cân nhiệt thì lấy thả tiếp chai khác vào Nhiệt độ nớc ban đầu bình là t0 = 360C Chai thứ lấy có nhiệt độ là t 1=330C, chai thứ hai lấy có nhiệt độ t2 = 30,50C Bỏ qua hao phí nhiệt a) T×m tx b) Đến chai thứ bao nhiêu thì lấy nhiệt độ nớc bình bắt đầu nhỏ tn= 250C Câu 4: (3 điểm) Cho các dụng cụ sau: Một nguồn điện có hiệu điện không đổi U = 12V; bóng đèn, trên đèn có ghi 6V-3W; điện trở R1 = Ω; biến trở R2 mà giá trị có thể thay đổi đợc khoảng từ đến 10 Ω a) Nêu các cách mắc các dụng cụ trên với (mô tả sơ đồ mạch điện) và tính giá trị biến trở R2 cách mắc để đèn sáng đúng định mức Cho biết các dây dẫn nối các dụng cụ với có điện trở không đáng kể b) Trong câu a, gọi hiệu suất mạch điện là tỉ số công suất tiêu thụ đèn và c«ng suÊt cña nguån ®iÖn cung cÊp cho toµn m¹ch TÝnh hiÖu suÊt cña m¹ch ®iÖn tõng c¸ch m¾c ë c©u a vµ cho biÕt c¸ch m¾c nµo cã hiÖu suÊt cao h¬n? Câu 5: (5 điểm) Cho điện trở R1, R2 và R3=16Ω chịu hiệu điện tối đa là U = U2=6V; U3 = 12V Người ta ghép điện trở nói trên thành đoạn mạch AB hình vẽ H1 thì điện trở đoạn mạch đó là RAB = 8Ω a) Tính R1 và R2 Biết đổi chỗ R3 với R2 R3 A thì điện trở đoạn mạch là R’AB = 7,5Ω b) Tính công suất lớn mà điện trở chịu R1 H1 R2 c) Mắc nối tiếp đoạn mạch AB với gồm nhiều bóng đèn cùng loại 4V-1W vào hiệu điện U = 16V không đổi Tính số đèn lớn có thể sử dụng cho chúng sáng bình thường Khi đó các đèn ghép nào? - Hết Phßng GD-§T quËn CÇu GiÊy §¸p ¸n §Ò thi häc sinh giái líp N¨m häc 2008 - 2009 M«n: VËt lÝ Thời gian: 120 phút (không kể thời gian giao đề) Câu 1: (4 điểm) a) Lúc 8h xe đợc 8h-7h=1h Kho¶ng c¸ch xe lµ: 96 - (v1+v2).t = 96 – (36+28).1 = 32 (km) b) Thêi ®iÓm xe gÆp nhau: v1.t + v2.t = 96 t = 1,5h Khi đó xe cách A khoảng: 36.1,5 = 54 (km) 96 - 28.1,5 = 54(km) 1,5®iÓm 1,5®iÓm ®iÓm C©u 2: (4 ®iÓm) Khi møc thñy ng©n ë hai nh¸nh èng ngang b»ng nhau, th× träng lîng hai cét chÊt láng b»ng nhau, đó: D2 = D1 ®iÓm S 10, h = V = 1, = 8,5 (cm) Đổ thêm chất lỏng, cột chất lỏng D2 cao thêm đợc: Nh mực thuỷ ngân ống chứa chất lỏng D đã dâng lên so với mức thủy ngân ống chứa chất láng D2 lµ: (8+8,5) – (9+7) = 0,5cm B (2) Trọng lợng cột thủy ngân 0,5cm này chính trọng lợng cột chất lỏng D2 đổ thêm vào Vậy khối lợng riêng chất lỏng D2 là: 0,5 D2 = 13,6 8,5 = 0,8 (g/cm3) hay D2 = 800kg/m3 ®iÓm Khèi lîng riªng cña chÊt láng D1 lµ: D1 = D2 D1 xÊp xØ 710 kg/m3 ®iÓm * Học sinh có thể làm theo công thức tính áp suất chất lỏng, đúng cho điểm tối đa Câu 3: (4điểm) a) Đặt m là khối lượng chai và M là khối lượng nước bình cách nhiệt; c và C n là nhiệt dung riêng sữa và nước Khi lấy chai thứ thì nhiệt độ chung sữa và nước là t1: mc(t1 - tx) = MCn(t0 – t1) → mc (33 – tx) = MCn(36 – 33) (1) 1điểm Khi lấy chai thứ hai ra, ta có: 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: mc (33 t x ) MCn (36 33) 33 t x 1, mc(30,5 tx ) MCn (33 30,5) 30,5 t x 2,5 Vậy tx = 180C 1,5điểm MCn 30,5 18 5 mc 33 30,5 b) Thay vào (2a) k = Từ (2) suy ra: Khi lấy chai thứ n ta có: MCn mc(tn – 18) = MCn(tn-1 – tn) → tn – 18 = mc (tn-1 – tn) = 5(tn-1 – tn) Hay tn = tn-1 + 1điểm 5 Với tn-1 = t2 = 30,50C thì tn = t3 = t2 + = 30,5 + = 28,420C 5 5 t4 = t3 + = 28,42 + = 26,680C; t5 = t4 + = 26,68 + = 25,230C >250C 5 t6 = t5 + = 25,23 + = 24,030C < 250C Vậy đến chai thứ thì lấy nhiệt độ nước bình nhỏ 250C 0,5điểm d U P Câu 4: (3điểm) a, Điện trở đèn: R = d = 12Ω và đèn sáng đúng định mức, cường độ dòng điện qua đèn: Pd U I = d =0,5(A) Có hai cách mắc mạch điện: Cách 1: R1ntR2nt Đ U U R2 R1 R 4 R R2 R3 I I= 0,75điểm Cách 2: (R1//Đ) nt R2 Ud R I1 = =0,75A; U2 = U – Uđ = 6V; I2 = I1 + Iđ = 1,25A U2 I R2 = = 4,8 Ω Vẽ hình minh họa b) Hiệu suất mạch điện Pd Cách 1: H = UI = 0,5 = 50% Pd UI = 0,2 = 20% Cách 2: H = 0,5điểm 0,5điểm (3) Để đèn sáng đúng định mức, nên sử dụng cách mắc Câu 5: (5điểm) ( R1 R2 ) R3 ( R1 R2 )16 8 R R2 R3 R1 R2 16 a) RAB = R Suy 16 (R + )= 8(R +R ) + 16.8 = 8(R +R ) + 128 1 R1+R2 = 128/8 = 16 → R2 = 16 – R1 0,75điểm (1) ( R1 R3 ) R2 ( R1 16) R2 7,5 R R R 16 16 R’AB = 0,75điểm Suy R2 (R1+16) = 7,5.(16+16) = 240 R2 (R1+16) = 240 (2) R2 Thay (1) vào (2) ta có: 162 – =240 R1 = Ω → R2 = 12 Ω 1điểm U1 U R R2 b) R1 và R2 mắc nối tiếp nên I1 = I2 → U1 R1 U R2 12 Nếu U2 = U2max = 6V thì U1= 2V Và U3 = UAB = U1+ U2 = + = 8V < 12V = Umax Vậy hiệu điện cực đại UAB = 8V Công suất lớn điện trở là: U AB 82 8W R Pmax = AB 1điểm Pmax 1A RAB c) Bộ điện trở trên chịu dòng điện lớn là: Pmax = RAB.I2max → Imax = U d2 42 16 Điện trở bóng đèn là Rđ = P Cường độ dòng điện định mức qua đèn là Iđ =Pđ/Uđ = 0,25A 0,5điểm Theo kết đã tính được, ta coi đoạn mạch AB là điện trở RAB = 8Ω, chịu dòng điện lớn là Imax = 1A (tức là chịu công suất lớn Pmax = 8W Công suất tiêu thụ lớn trên đoạn mạch AC (hình vẽ) là: PACmax = U.Imax = 16.1 = 16W RAB B Bộ đèn + U = 16V Trong đó RAC đã tiêu thụ 8W, tổng công suất lớn củaAcác đèn là: C P1 = 16W – 8W = 8W Vậy số đèn lớn đèn là đèn (vì đèn có P = 1W) Ta có UBC = U - UAB = 16 – = 8V 0,5điểm U BC 2 U d Số đèn mắc nối tiếp B và C là = I max 4 I 0, 25 d Số dãy đèn mắc song song là = Vậy đèn mắc BC gồm dãy đèn mắc song song với nhau, dãy có đèn nối tiếp B C 0,5điểm (4) (5)