Tài liệu đề thi học sinh giỏi môn vật lý phần lý thuyết thực hành (2)

UBND HUYỆN THỦY NGUYÊN PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI Năm học 2013 – 2014 MÔN: VẬT LÝ 9 Thời gian: 150 phút (Không kể thời gian giao đề) Bài 1: (2 điểm) Hai xe ô tô chuyển động đều khởi hành cùng một lúc. Xe thứ nhất khởi hành từ A với vận tốc v1. Xe thứ hai khởi hành từ B với vận tốc v2 (v2 > v1 ). Nếu đi ngược chiều nhau thì sau 12 phút hai xe gặp nhau. Nếu đi cùng chiều nhau thì sau 1giờ xe này đuổi kịp xe kia. Biết quãng đường AB dài 20km.Tính vận tốc của mỗi xe? Bài 2: (1,5 điểm) Một ô tô chuyển động đều với vận tốc 60km/h, công suất của động cơ là 17 000W. Tính khối lượng xăng tiêu hao trên 1 km? Cho biết hiệu suất của động cơ là H = 30% và năng suất toả nhiệt của xăng là q = 46. 106J/ kg. Bài 3: (2 điểm) Một nhiệt lượng kế có khối lượng m1 = 280g, trong đựng một lượng nước có khối lượng m2 = 450g ở cùng nhiệt độ t1 = 200C. Người ta thả vào đó hỗn hợp bột nhôm và bột thiếc có khối lượng tổng cộng là m3 =440g đã được nung nóng tới nhiệt độ t2 = 1000C. Nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt là t = 300C. Tính khối lượng của nhôm và thiếc trong hỗn hợp ban đầu. Biết nhiệt dung riêng của chất làm nhiệt lượng kế, của nước, của nhôm, của thiếc lần lượt là: c1 = 460J/kg.K ; c2 = 4200J/kg.K ; c3 = 880J/kg.K ; c4 = 230J/kg.K . Bỏ qua sự hao phí nhiệt lượng cho môi trường xung quanh. Bài 4: (2 điểm) Một điểm sáng đặt cách màn một khoảng 2,5m, giữa điểm sáng và màn người ta đặt 1 đĩa chắn sáng hình tròn sao cho đĩa song song với màn và điểm sáng nằm trên trục đi qua tâm và vuông góc với đĩa. a. Tìm đường kính của bóng đen in trên màn biết đường kính của đĩa d = 40cm và đĩa cách điểm sáng 50 cm? b. Cần di chuyển đĩa theo phương vuông góc với màn một đoạn bao nhiêu, theo chiều nào để đường kính bóng đen giảm đi một nửa? c. Biết đĩa di chuyển đều với vận tốc v = 2,5m/s. Tìm vận tốc thay đổi đường kính của bóng đen? Bài 5: (2,5điểm) Cho đoạn mạch điện như hình vẽ: R1 Rb Đèn ghi : 6V – 6W, điện trở của đèn coi như Đ C A không đổi theo nhiệt độ. B + Điện trở R1 = 3  , R2 = 12  , Rb là một biến trở, R2 hiệu điện thế UAC = 10V. a.Biến trở được làm bằng dây hợp kim Nikelin có điện trở suất là 0,4.10-6  m, dài 10m có điện trở toàn phần bằng 20  . Tính tiết diện của sợi dây làm biến trở? b. Tìm giá trị của Rb để đèn sáng bình thường? c. Tìm giá trị của Rb để công suất của dòng điện trên đoạn mạch BC cực đại? Tính giá trị cực đại đó? ===== Hết ====== UBND HUYỆN THỦY NGUYÊN PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO Bài HƯỚNG DẪN CHẤM THI CHỌN HSG MÔN VẬT LÝ 9 50 m/s. 3 s 50 Thời gian xe đi đoạn đường 1km là: t = = 1000 : = 60(s) v 3 0,25 Xe thực hiện công có ích là: A = P . t = 17000. 60 = 1 020 000(J) 2 Điểm Đổi s = 1km = 1000m; v = 60km/h = 1 Đáp án * Khi hai xe đi ngược chiều nhau; Quãng đường mỗi xe đi được cho đến khi gặp nhau :sA = v1t; sB = v2t Khi hai xe gặp nhau: sA + sB = s  v1t + v2t = s  (v1 + v2)t = s  (v1 + v2)0,2 = 20  v1 + v2 = 100 (1) * Khi hai xe đi cùng chiều nhau: Vì v2 > v1 nên hai xe chuyển động theo chiều từ B về A - Quãng đường mỗi xe đi được đến khi gặp nhau: s’A = v1t’; s’B = v2t’ - Khi xe này đuổi kịp xe kia: s’B - s’A = s  v2t’ - v1t’ = s (v2 - v1)t’ = s  (v2 - v1)1 = 20  v2 - v1 = 20 (2) Từ (1) và (2) giải ra ta được v1 = 40 km/h và v2 = 60 km/h 0,25 0,25 Năng lượng toàn phần cung cấp cho xe là: Qtp= Năng lượng này do nhiệt lượng của xăng bị đốt cháy tỏa ra, ta có: 3 Q 3, 4.106  0,074(kg) = q 46.106 Tóm tắt + Đổi đơn vị: Gọi khối lượng bột nhôm có trong hỗn hợp là x (kg) ( 0 khối lượng bột thiếc có trong hỗn hợp là 0,44-x (kg) Vì bỏ qua sự hao phí nhiệt lượng cho môi trường chung quanh, nên ta có: Qtỏa = Qthu <=> [x.c3 + (0,44-x)c4](100-30) = (m1c1 + m2c2)(30-20) Thay số, giải phương trình tìm được x = 0,288 (kg) = mnhôm. => mthiếc = 0,152 (kg) - Vẽ được hình: A/ A A 4 I S B 1 I1 B1 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 A 1020000 6 =  3400000 (J)= 3,4.10 (J) H 0,3 Q= m.q => m= 0,25 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,75 0,5 A2 I/ B2 B/ 0,5 a.Gọi AB, A’B’ lần lượt là đường kính của đĩa và của bóng đen. Theo định lý Talet , ta có: 0,5 AB SI AB.SI ' 40.250   A'B '    200(cm) A ' B ' SI ' SI 50 b.Gọi A2, B2 lần lượt là trung điểm của I’A’ và I’B’. Để đường kính bóng đen giảm đi một nửa (tức là A2B2 = A/ B / ) thì đĩa AB phải nằm ở vị trí 2 0,25 A1B1. Vì vậy đĩa AB phải dịch chuyển về phía màn . Theo định lý Talet ta có : A1 B1 SI1 AB 40  /  SI1  1 1 .SI /  .250  100(cm) A2 B2 SI A2 B2 100 0,25 Vậy cần dịch chuyển đĩa một đoạn II1 = SI1 – SI = 100-50 = 50 (cm c.Thời gian để đĩa đi được quãng đường I I1 là: t= II 0,5 s = 1 =  0, 2 (s) v 2,5 v 0,25 Tốc độ thay đổi đường kính của bóng đen là: A B - A 2 B 2 2  1 s/ v’ = = =  5 (m/s) t t 0, 2 0,25 a.Tiết diện của dây làm biến trở là: l .l 0, 4.106.10 R  .  S    0, 2.106 (m 2 )  0, 2mm 2 S R 20 0,5 b.Đèn sáng bình thường : UD = 6V, Id = 1A => UBC = 4V U BC 4 1 2   (A)  I b  ID  I 2  (A) R 2 12 3 3 U 4 R b,1  BC   6()  R b  3 2 Ib 3 U2 U2 .R BC  a. Có PBC  I 2 .R BC  R (R D  R BC )2 ( d  R BC )2 R BC I2  5  Rd  R BC  R BC  Do U không đổi : Để PBC lớn nhất thì    nhỏ nhất   2 Ud 62   6()  R b  9 Pd 6 Thay RBC = 6  vào (1) tính được Pmax  4,2W Theo BĐT Cosi : RBC = Rd = Học sinh làm cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa. 1 1