TRƯỜNG THCS MỸ HÒA ĐỀ THI ĐỀ XUẤT CHỌN HS GIỎI LỚP 9 CẤP HUYỆN Môn : Vật Lý- năm học 2010 – 2011 Thời gian làm bài: 150 phút(không kể thời gian phát đề) ********** Bài 1 (4 điểm) : Một chiếc xe phải đi từ A đến B trong một thời gian quy định là t. Nếu khi xe chuyển động từ A đến B với vận tốc v 1 = 48km/h, xe sẽ đến B sớm hơn 18 phút so với thời gian quy định. Nếu khi xe chuyển động từ A đến B với vận tốc v 2 = 12km/h, xe sẽ đến B trễ 27 phút so với thời gian quy định. a) Tìm chiều dài quãng đường AB và thời gian quy định t. b) Để xe chuyển động từ A đến B đúng thời gian quy định t, xe chuyển động từ A đến C (trên AB) với vận tốc v 1 = 48km/h rồi tiếp tục chuyển động từ C đến B với vân tốc v 2 = 12km/h. Tìm chiều dài quãng đường AC. Bài 2 (4 điểm) : Người ta dẫn nước từ thác cao 10m vào tua bin của một trạm thủy điện đặt ở chân thác để làm quay tua bin. Mỗi phút có 15m 3 nước chảy qua tua bin. Vận tốc của nước khi qua khỏi tua bin là 4m/s. Tính vận tốc của nước khi xuống đến chân thác và công suất của tua bin. Bài 3 (4 điểm) :a) Rót vào một khối nước đá khối lượng m 1 = 2kg, một lượng nước m 2 = 1kg ở nhiệt độ t 2 = 10 o C. Khi có cân bằng nhiệt nước đá tăng thêm m = 50g. Xác định nhiệt độ ban đầu của nước đá. Cho nhiệt dung riêng của nước đá là C 1 = 2000J/kg.K, của nước là C 2 = 4200J/kg.K, nhiệt nóng chảy của nước đá λ = 3,4.10 5 J/kg.Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với các dụng cụ thí nghiệm. b) Sau đó người ta cho hơi nước sôi vào bình trong một thời gian và sau khi thiết lập cân bằng nhiệt, nhiệt độ của nước là 50 o C. Tìm lượng hơi nước đã dẫn vào. Cho nhiệt hóa hơi của nước là L = 2,3.10 6 J/kg. Bài 4 (4 điểm): Hai gương phẳng (G 1 ) và (G 2 ) đặt nghiêng với nhau một góc α . Một điểm sáng S nằm cách cạnh chung O của hai gương một khoảng R. Hãy tìm cách dịch chuyển điểm sáng S sao cho khoảng cách giữa hai ảnh ảo đầu tiên của S qua các gương (G 1 ) va (G 2 ) là không đổi. Bài 5 (4 điểm) : Mạch điện như hình vẽ trong đó U AB = 9V a) K mở, công suất tiêu thụ các điện trở R 1 , R 2 , R 3 bằng nhau và bằng 1,5V. Tính R 1 , R 2 , R 3 b) K đóng; tính công suất tiêu thụ của mỗi điện trở lúc bây giờ. //*-*// C D R 1 . R 2 R 3 K B A oo ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHỌN HS GIỎI LỚP 9 Môn : Vật Lý năm học 2010 – 2011 Thời gian làm bài: 150 phút(không kể thời gian phát đề) ********** Bài 1 : (4 điểm) a) Xác định thời gian xe chuyển động từ A đến B lần 1 : t 1 = 48 1 AB v AB = (h) (0,5 điểm) Thời gian xe chuyển động từ A đến B lần 2 t 2 = 12 2 AB v AB (h) (0,5 điểm) Thiết lập phương trình t 1 + 60 18 = t 2 - 60 27 (0,5 điểm) ⇒ 60 27 260 18 48 −=+ ABAB (0,5 điểm) ⇒ AB = 12km (0,5 điểm) Vậy thời gian quy định là : t = t 1 + =+=+= 60 18 48 12 60 18 60 18 1 v AB 0,55h = 33 phút (0,5 điểm) b) Thời gian quy định là t = 2212121 ) 11 .( v AB vv AC v ACAB v AC v BC v AC +−= − +=+ (0,5 điểm) ⇔ 0,45 = AC. 16 1 ⇔ AC = 7,2 km (0,5 điểm) Bài 2 : (4 điểm) - Tính khối lượng nước chảy qua tua bin trong 1 giây : m = kg t DV 250 60 15.1000 == (0,5 điểm) - Xác định thế năng của lượng nước đókhi ở đỉnh cao h của thác : W t = m.g.h (0,25 điểm) - Khi rơi xuống chân thác (h = 0) lượng nước đó có vận tốc v 1 và động năng là W 1 : W t = 2 . 2 1 vm (0,25 điểm) Theo định luật bảo toàn cơ năng : m.g.h = 2 . 2 1 vm (0,25 điểm) Vận tốc của nước khi xuống đến chân thác là : v 1 2 = 2g.h ⇒ v 1 = smhg /1410.8,9.2.2 == (1 điểm) Khi nước chảy qua tua bin làm cho tua bin quay và truyền cho tua bin một phần động năng, bởi vậy khi ra khỏi tua bin nước chỉ còn vận tốc v 2 và động năng 2 . 2 2 vm (0,25 điểm) Năng lượng mà tua bin thu được trong 1 giây : W = 2 . 2 1 vm - 2 . 2 2 vm (0,25 điểm) = 22500)16196( 2 250 )( 2 2 2 2 1 =−=−vv m J (0,5 điểm) Năng lượng tua bin thu được bằng tổng số công mà tua bin có thể sinh ra được : A = W.t (0,25 điểm) Vậy công suất của tua bin là : P = === 1 22500 t W t A 22500W = 22,5 kW (0,5 điểm) Bài 3 (4 điểm) a) Do lượng nước đá tăng thêm nhưng nhỏ hơn lượng nước rót vào nên khi nhiệt độ cuối cùng t 3 = 0 o C Gọi nhiệt độ ban đầu của nước đá là t 1 - Nhiệt lượng nước đá nhận để tăng nhiệt độ từ t 1 đến t 3 = 0 o C Q 1 = m 1 .c 1 (t 3 - t 1 ) = m 1 .c 1 (0 – t 1 ) = -m 1 .c 1 .t 1 (0,5điểm) - Nhiệt lượng của nước tỏa ra để giảm nhiệt độ từ t 2 = 10 o C đến t 3 = 0 o C Q 2 = m 2 .c 2 .(t 2 – t 3 ) = m 2 .c 2 . t 2 (0,5điểm) Nhiệt lượng một phần nước m’ tỏa ra để đông đặc ở 0 o C Q 3 = m’. λ . (0,25điểm) Theo phương trình cân bằng nhiệt ta có: Q 1 = Q 2 + Q 3 hay -m 1 .c 1 .t 1 = m 2 .c 2 . t 2 + m’. λ (0,25điểm) 11 222 1 '. cm mtcm t λ + =⇒ = 22000 10.4,3.05,010.4200.1 5 + = - 14,75 o C. (0,5điểm) b) Lượng nước đá ở 0 o C là m 1 ’ = m 1 + m’ = 2 + 0,05 = 2,05kg (0,25điểm) Nhiệt lượng vào để chảy hoàn toàn ở 0 o C Q 1 = m’. λ (0,25điểm) Nhiệt lượng toàn bộ nước ở 0 o C(m 1 +m 2 ) nhận vào để tăng nhiệt độ lên đến t 4 = 50 o C Q 2 = (m 1 + m 2 ).c 2 .(t 4 – t 3 ) = (m 1 + m 2 )c 2 .t 4 (0,25điểm) Nhiệt lượng hơi nước sôi 100 o C tỏa ra khi ngưng tụ hoàn toàn ở 100 o C : Q 3 = m.L (m là khối lượng nước sôi) (0,25điểm) Nhiệt lượng nước ở t 5 = 100 o C tỏa ra để giảm đến t 4 = 50 o C Q 4 = m.c 2 (t 5 – t 4 ) (0,25điểm) Theo phương trình cân bằng nhiệt ta có Q 1 + Q 2 = Q 3 + Q 4 (0,25điểm) hay m’. λ + (m 1 + m 2 )c 2 .t 4 = m.L + m.c 2 (t 5 – t 4 ) (0,25điểm) ⇒ m = )50100.(420010.3,2 50.4200).12(10.4,3.05,2 )( )(' 6 5 452 42211 −+ ++ = −+ ++ ttcL tcmmm λ = 0,528kg = 528g (0,25điểm) Bài 4 (4 điểm) : - Vẽ hình (0,5 điểm) - Xác định 2 góc tạo bởi 2 ảnh ảo S 1 S 2 + Góc chắn bởi góc S 1 SS 2 = 2 α + Góc ở tâm S 1 OS 2 = 360 o - 2 α (1 điểm) - Khoảng cách giữa S 1 và S 2 S 1 S 2 = 2Hs 1 = 2R.sin(HOS 1 ) (0,5 điểm) S 1 S 2 = 2R.sin( 2 2360 α − o ) ⇒ S 1 S 2 = 2R.sin(180 o - α ) Hay S 1 S 2 = 2R.sin α (1 điểm) Muốn S 1 S 2 không đổi thì phải dịch chuyển S sao cho R không đổi nghĩa là S phải dịch chuyể trên mặt trụ bán kính R có trục trùng với cạch chung của 2 gương Bài 5 (4 điểm) : a) Ta có : P = P 1 +P 2 +P 3 = 3P 1 = 3.1,5 = 4,5W ⇒ I = 1 5,0 9 5,4 IA U P === P 1 = I 1 2 .R 1 ⇒ R 1 = Ω== 6 5,0 5,1 2 1 1 I P Vậy R 1 = 6 Ω P 2 = P 3 mà U 2 = U 3 ⇒ R 2 = R 3 ⇒ I 2 = I 3 = A I 25,0 2 5,0 2 1 == P 2 = I 2 2 .R 2 Ω===⇒ 24 25,0 5,1 22 2 2 2 I P R Vậy R 2 = R 3 = 24 Ω . b) Khi K đóng dòng không qua R 1 ⇒ P 1 ’ = 0 U 2 ’ = U 3 ’ = U = 9V Do đó : P 2 ’ = P 3 ’ = W R U 375,3 24 9 2 2 2 == Vậy P 2 = P 3 = 3,375W //*-*// .S R S 1 S 2 O H (G 1 ) (G 2 ) . TRƯỜNG THCS MỸ HÒA ĐỀ THI ĐỀ XUẤT CHỌN HS GIỎI LỚP 9 CẤP HUYỆN Môn : Vật Lý- năm học 2010 – 2011 Thời gian làm bài: 150 phút(không kể thời gian phát đề) ********** Bài 1 (4. nhau và bằng 1,5V. Tính R 1 , R 2 , R 3 b) K đóng; tính công suất tiêu thụ của mỗi điện trở lúc bây giờ. //*-*// C D R 1 . R 2 R 3 K B A oo ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHỌN HS GIỎI LỚP 9 Môn : Vật Lý năm học. b) Sau đó người ta cho hơi nước sôi vào bình trong một thời gian và sau khi thi t lập cân bằng nhiệt, nhiệt độ của nước là 50 o C. Tìm lượng hơi nước đã dẫn vào. Cho nhiệt hóa hơi của nước là