Đang tải... (xem toàn văn)
Đề thi học sinh giỏi vật lí lớp 9 tỉnh hải dương 2009 2010 (kèm đáp án) đề 39
Sở giáo dục và đào tạo Hải dơng Đề thi học sinh giỏi tỉnh Năm học: 2009 - 2010 Môn thi: Vật lý Câu 1. (2 điểm) Cho hệ thống ròng rọc nh hình vẽ. Vật A có trọng lợng là 4 N, mỗi ròng rọc có trọng lợng là 1N. Bỏ qua ma sát và khối lợng của các dây treo. a, Hỏi với hệ thống trên có thể nâng vật B có trọng lợng bao nhiêu để nó đi đều lên. b, Tính hiệu suất của hệ ròng rọc. c, Tính lực kéo xuống tác dụng vào 2 ròng rọc cố định và lực tác dụng vào hai giá treo. Câu 2 (2 điểm) Cho sơ đồ mạch điện nh hình vẽ, tính điện trở tơng đơng của đoạn mạch. Biết các điện trở đều giống nhau và có độ lớn bằng r. Câu 3 (2điểm) Có một điện trở 3 . Hỏi phải dùng ít nhất bao nhiêu điện trở mắc thành một mạch có điện trở 4,8 ? Câu 4. (2 điểm) Cho mạch điện nh hình vẽ: A B A B C D R 2 R 1 B A Mắc vôn kế V giữa hai điểm A và B thì vôn kế V chỉ 12 V, mắc vôn kế V giữa hai đầu R 1 thì vôn kế chỉ 4 V, mắc vôn kế giữa hai đầu R 2 thì vôn kế chỉ 6 V. Hỏi khi không mắc vôn kế thì hiệu điện thế giữa hai đầu R 1 , hai đầu R 2 là bao nhiêu? Câu 4. (4điểm) Một nhiệt lợng kế khối lợng m 1 = 120 g, chứa một lợng nớc có khối lợng m 2 = 600 g ở cùng nhiệt độ t 1 = 20 0C . Ngời ta thả vào đó hỗn hợp bột nhôm và thiếc có khối lợng tổng cộng m = 180 g đã đợc nung nóng tới nhiệt độ 100 0C . Khi cân bằng nhiệt, nhiệt độ là t = 24 0C . Tính khối lợng m 3 của nhôm và m 4 của thiếc có trong hỗn hợp. Biết nhiệt dung riêng của chất làm nhiệt lợng kế, của nớc, của nhôm, của thiếc lần lợt là: C 1 = 460J/Kg.độ; C 2 = 4200J/kg.độ; C 3 = 900J/kg.độ; C 4 = 230 J/kg.độ. Câu 5. (4 điểm) S' là ảnh của điểm sáng S qua gơng phẳng G. a, Xác định vị trí của gơng phẳng G sao cho S' là ảnh của điểm sáng S qua gơng phẳng G. b, Với vị trí của gơng phẳng, xác định vị trí của điểm tới I sao cho tia phản xạ qua điểm K. Câu 6: (2 điểm) Một ngời đi xe đạp trên quãng đờng AB với vận tốc trung bình là 8 km/h. Nửa quảng đờng đầu đi với vận tôc v 1 nửa quãng đờng còn lại đi với vận tốc v 2 = 6 km/h. Tính vận tốc của ngời đó trên nửa quãng đờng đầu. Đáp án và biểu điểm đề I K S' S Câu 1 (2 điểm) a, Coi khối lợng của hai ròng rọc động không đáng kể khi đó ta có thể phân tích lực nh hình vẽ: - Khi vật B đứng yên ta có: 2P = P B + 2 <=> P = 2 2 B P + (1) - Khi 2 ròng rọc động đứng yên ta có: 2F = P <=> F = 2 P (2) - Khi vật B đứng yên ta có: P A = F (3) Từ (1), (2), (3) ta có: P A = 2 4 B P + <=> 4P A = P B + 2 <=> P B = 4.P A - 2 = 4 . 4 - 2 = 14 (N) Vậy hệ thống có nâng vật P B = 14 N lên đều. F F F F F P P b, Giả sử khi vật B đi lên một đoạn là h thì 2 ròng rọc động cùng đi lên một đoạn là h, khi đó vật A đi xuống một đoạn là 4 h. - Công có ích là công để nâng vật B lên độ cao h là: A i = P B .h = 14h (J). - Công toàn phần là công do vật A thực hiện đợc: A tp = P A . 4h = 16h (J). - Hiệu suất của hệ thống ròng rọc là: H = 14 .100% .100% 87,5% 16 i tp A h A h = = c, Lực tác dụng vào mỗi trục ròng rọc cố đinh là: 2F + P rr = 8 + 1 = 9 (N) - Lực tác dụng vào giá treo là: 2. (2F + P rr ) + F = 2.9 + P A = 18 + 4 = 22 (N). Câu 2 (1 điểm) Điện trở tơng đơng của mạch CD là: R CD = ( ) ( ) . 3 0,75 4 r r r r r r r r r r + + = = + + + Điện trở tơng đơng của mạch AB là: R AB = ( ) ( ) 0,75 . 2,75 11 0,75 3,75 15 r r r r r r r r r r + + = = + + + Điện trở tơng đơng của toàn mạch là: R = r + R AB + r = r + 11. 15 r + r = 41 . 15 r Vậy điện trở tơng đơng của toàn mạch là R = 41 . 15 r Câu 3(1điểm) Vẽ mạch có điện trở 4,8 do điện trở tơng đơng đợc lớn điện trở đem mắc 3 nên mạch gồm một điện trở 3 mắc nối tiếp với điện trở X = 1,8 . Vì điện trở của X bằng 1,8 nên X là một mạch điện gồm một điện trở 3 mắc song song với một mạch có điện trở Y nào đó. P B +2 P A R X Ta có: 3 1,8 4,5 3 Y X Y Y = = = + Vì Y = 4,5 nên Y gồm một điện trở 3 mắc nối tiếp với một mạch có điện trở là Z. Z + 3 = 4,5 <=> Z = 1,5 Nhận xét Z = 1,5 gồm hai điện điện trở 3 mắc song song với nhau. Do đó mạch có điện trở 4,8 gồm ít nhất 5 điện trở mắc nh hình vẽ sau: Câu 4 (2 điểm) - Mắc vôn kế giữa hai điểm A và B vôn kế chỉ 12 Suy ra hiệu điện thế giữa hai đầu mạch là U = 12 V (Kể cả khi không có vôn kế) + Khi mắc vôn kế giữa hai đầu R 1 : Vôn kế V chỉ U v = U 1 = 4 V suy ra hiệu điện thế hai đầu R 2 lúc này làS: U 2 = U - U 1 = 8 V. Gọi R v là điện trở của vôn kế. Ta có: I 2 = I 1 + I V => 2 1 1 2 1 v U U U R R R = + => 2 1 8 4 4 v R R R = + hay 2 1 1 2 1 v R R R = + (1). + Khi mắc vôn kế giữa hai đầu R 2 : R R R Z R R R R R 2 R 1 B A R 2 R 1 B A V I 1 I 2 I V B A V I' 1 I' 2 I' V B A V I' 1 I' 2 I' V B A V I' 1 I' 2 I' V Y R R Vôn kế chỉ U' v = U' 2 = 6 V. Suy ra hiệu điện thế giữa hai đầu R 1 lúc này là: U' 1 = U - U 2 = 6 V. Ta có: I' 1 = I' 2 + I' v => ' ' ' 1 2 2 1 2 1 2 1 2 6 6 6 1 1 1 v v v U U U R R R R R R R R R = + = + = (2) Từ (1) và (2) ta có: 1 2 2 1 1 2 2 1 1 1 3 2R R R R R R = = + Khi không mắc vôn kế: Gọi U R1 là hiệu điện thế giữa hai đầu R 1 . U R2 là hiệu điện thế giữa hai đầu R 2 . I là cờng độ dòng điện chạy qua R 1 và R 2 Ta có: U = U R1 + U R2 mà U R1 = I.R 1 ; U R2 = I.R 2 ; R 2 = 1 3 2 R => U R2 = 1 3. 2 R U Vậy U = U R1 + 1 3. 2 R U = 1 5. 2 R U => U R1 = 2. 4,8 5 U = (V); U R2 = 3 2 U R1 = 7,2 V. Vậy khi không mắc vôn kế thì hiệu điện thế giữa hai đầu R 1 là 4,8 V và hiệu điện thế giữa hai đầu R 2 là 7,2 V. Câu 4. (2điểm) Nhiệt lợng do bột nhôm và bột thiếc toả ra là: Nhôm: Q 3 = m 3 . C 3 .(t 2 - t); Thiếc: Q 4 = m 4 C 4 (t 2 - t) Nhiệt lợng do nhiệt lợng kế và nớc hấp thụ: Nhiệt lợng kế: Q 1 = m 1 C1.(t - t 1 ) ; Q 2 = m 2 .C 2 (t - t 2 ) Khi có cân bằng nhiệt xảy ra: Q 1 + Q 2 = Q 3 + Q 4 <=> m 1 C1.(t - t 1 ) + m 2 .C 2 (t - t 2 ) = m 3 . C 3 .(t 2 - t) + m 4 C 4 (t 2 - t) <=> m 3 . C 3 + m 4 C 4 = 1 1 2 2 1 2 ( . . ).( ) (0,12.460 0,6.4200)(24 20) 100 24 m C m C t t t t + + = = 135,5 <=> 900.m 3 + 230.m 4 = 135,5 (1) Vì hỗn hợp Nhôm và thiếc có 180 g nên ta có phơng trình: m 3 + m 4 = 0.18 (2) Từ (1) và (2) ta có: 3 4 3 4 900. 230. 135, 5 0,18 m m m m + = + = => m 3 = 140 g; m 4 = 40 g. Vậy khối lợng Nhôm là 140 g; và khối lợngThiếc là 40 g. R 2 R 1 B A I Câu 5. (2 điểm) a, Với gơng phẳng ảnh và vật luôn đối xứng với nhau qua gơng phẳng, do đó vị trí của gơng phẳng G nằm trên đờng trung trực của đoạn thẳng lối S và S'. b, Do tia phản xạ luôn có đờng kéo dài qua ảnh ảo S', nên điểm tới I là giao điểm của gơng phẳng G và đoạn thẳng SS'. - Vẽ tia tới SI. - Vẽ tia phản xạ IK. I S' S K Câu 6 (2 điểm) Gọi quãng đờng AB dài S (km). => Độ dài nửa quãng đờng đầu và nửa quãng đờng cuối lần lợt là: S 1 = 2 S ; S 2 = 2 S Thời gian đi hết nửa quãng đờng đầu là: t 1 = 1 1 S v ; Thời gian đi hết nửa quãng đờng còn lại là: t 1 = 2 2 S v ; Vận tốc trung bình trên cả quãng đờng AB là: v tb = 1 2 1 2 2 1 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 2 .2 2 2 1 1 2 2 . 2 s S S S v vS S S v v t t v v S v v v v v v + + = = = = + + + + ữ + v tb = 1 2 1 2 2 .v v v v + 8 = 1 1 2. .6 6 v v + v 1 = 12 (km/h) Vậy vận tốc của xe đạp trên nửa quãng đờng đầu tiên là 12km/h. . Sở giáo dục và đào tạo Hải dơng Đề thi học sinh giỏi tỉnh Năm học: 20 09 - 2010 Môn thi: Vật lý Câu 1. (2 điểm) Cho hệ thống ròng rọc nh hình vẽ. Vật A có trọng lợng là 4 N, mỗi ròng. lên đều. F F F F F P P b, Giả sử khi vật B đi lên một đoạn là h thì 2 ròng rọc động cùng đi lên một đoạn là h, khi đó vật A đi xuống một đoạn là 4 h. - Công có ích là công để nâng vật. quãng đờng đầu. Đáp án và biểu điểm đề I K S' S Câu 1 (2 điểm) a, Coi khối lợng của hai ròng rọc động không đáng kể khi đó ta có thể phân tích lực nh hình vẽ: - Khi vật B đứng yên