Đang tải... (xem toàn văn)
Coi chØ cã níc trao ®æi nhiÖt víi nhau.. T×m chiÒu cao cña líp dÇu.[r]
(1)UBND hun kinh m«n
Phịng giáo dục đào tạo Đề thi chọn học sinh giỏi huyn mụn vt lớ - lp 9
Năm học 2010-2011
(Thời gian làm 120 phút)
Câu 1(2,5điểm): Có hai bình cách nhiệt, bình A chứa lÝt níc ë t1 = 800C, b×nh B
chøa lÝt níc ë t2 = 200C Ngêi ta rót lợng nớc từ bình A sang bình B, níc
ở bình B cân nhiệt t3 , lại rót lợng nớc từ bình B trở lại bình A cho
khối lợng nớc hai bình trở lại nh ban đầu Khi nhiệt độ cân bình A t4
= 750C Coi có nớc trao đổi nhiệt với Xác định lợng nớc rót qua lại
giữa hai bình t3 Khối lợng riêng cđa níc b»ng 1000 kg/m3
Câu 2( điểm) Một khối gỗ hình lập phơng cạnh a = cm đợc thả bình nớc, cân khối gỗ ngập nớc đoạn h = 6cm
1.Tính khối lợng riêng gỗ Biết khối lợng riêng nớc D1= 1000kg/m3
2.Ngời ta đổ dầu vào bình đến mặt thống dầu ngang mặt khối gỗ Tìm chiều cao lớp dầu Biết khối lợng riêng dầu D2 = 0,6g/cm3 Câu 3(3 điểm): Cho mạch điện nh sơ đồ hình vẽ: U = 24V, R1= 12 , R2= 9, R3=
6, R4 lµ mét biÕn trë, ampe kÕ lÝ tëng
1 Cho R4= 6 Tính cờng độ dịng điện qua R1, R4 số ampe kế
2 Thay ampe kế vơn kế lí tởng Tìm R4 để số vơn kế
16V Khi R4 tăng giá trị số vơn kế thay đổi nào?
U
R2 R3
R4 R1
D C
-+
A B
A
Câu 4( 2,5 điểm): Cho mạch điện gồm điện trở Rx mắc nối tiếp với đoạn mạch AB
cã hai ®iƯn trë R1 = 6 , R2 = 24 Biết công suất toả nhiệt đoạn m¹ch AB cã
giá trị khơng đổi 30W hai điện trở R1, R2 mắc nối tiếp song song
1.Tìm Rx hiệu điện U cđa ngn
2 Cho biết U khơng đổi Tìm Rx để cơng suất toả nhiệt Rx có giá trị lớn
nhất tính giá trị
HÕt
Hä tªn thÝ sinh: SBD:
Giám thị 1: Giám thị 2: ỏp ỏn chm mụn vt lớ
Câu Đáp án Điểm
1 Khối lợng nớc ban đầu bình A, B lần lợt là: m1= 8kg, m2= kg
Vì sau rót nớc qua lại hai bình khối lợng nớc hai bình trở lại nh ban đầu nên lợng nớc rót từ bình A sang bình B ngợc lại nh b»ng m (kg)
(2)Gäi nhiÖt dung riêng nớc c (J/kg.K) *Xét lần rót nớc từ bình A sang bình B:
Ta có phơng trình cân nhiệt bình B là:
mc(t1-t3) = m2c(t3-t2) m(t1-t3) = m2(t3-t2) (1)
*Xét lần rót nớc từ bình B sang bình A:
Ta có phơng trình cân nhiệt bình B lµ:
mc(t4-t3) = (m1-m)c(t1-t4) m(t4-t3) = (m1-m)(t1-t4)
m(t1- t3) = m1(t1- t4) (2)
Tõ (1) vµ (2) suy ra: m2(t3-t2) = m1(t1- t4)
1
2
( ) 8(80 75)
20 30
m t t
t t C
m
Suy : m = 0,8 (kg)
0,5® 0,5® 0,25® 0,5® 0,25®
2 2.1
+ Thể tích khối gỗ: V = a3 (m3)
+ Trọng lợng khối gỗ là: P = 10DV= 10Da3 (N) ( với D khối
lợng riêng gỗ)
+Lực đẩy Acsimet tác dụng lên khối gỗ là: F = 10D1a2h (N)
Khỗi gố n»m c©n b»ng P= F
10 D a3 = 10D 1a2h
D =
2
3
2
1000.6.10
750( / ) 8.10
D h
kg m a
2.2 Khi đổ dầu vào bình nớc ngập khối gỗ : Gọi chiều cao phần gỗ ngập nớc x (m) Suy phần gỗ ngập dầu (a-x)
+ Lực đẩy Acsimet nớc dầu tác dụng lên khối gỗ lần lợt là: F1= 10D1a2x (N) F2= 10D2a2(a-x) (N)
+ Khối gỗ cân chØ khi: P = F1+ F2
10Da3 = 10D
1a2x + 10D2a2(a-x)
x = 2
1
750 600
.8.10 0,03( ) 1000 600
D D
a m cm
D D
Suy chiÒu cao lớp dầu : a- x = 8-3 = 5(cm)
0,25® 0,25® 0,25® 0,25®
0,25®
0,25® 0,25® 0,25®
3
U
R2 R3
R4 R1
D C
-+
A B
A
3.1
(3)Vì ampe kế lí tởng nên mạch điện gồm: (R3/ / )R ntR4 2 / /R1
+ I1=
1
24
2( ) 12
U
A R +R34=
3 4
3( ) R R
R R
+R234= R2+R34= 9+3 = 12()
+ I2=
234
24
2( ) 12
U
A
R
+I3= I4= 1(A)
+T¹i C: Ia=I1+I4= 2+1= 3(A)
3.2 Thay ampe b»ng vôn kế lí tởng mạch điện gồm:
(R ntR1 4) / /R ntR2
Ta cã:
+ U1= U- UV= 24-16= 8(V)
+I1 =
1
8 ( ) 12 U
A R +I1=
2
1 4
( ) 21
I R I
A R R R R
I =
1
2
(21 ) (21 ) 3
( )
9
R
I R
A
+UV= U3+U4= I.R3+ I1R4
4
2 2(21 ).6 16
3 27
R R
4 6( )
R
*Ta cã : RAD=
14 14
2 14 14
14
1 12
12 1
R R
R R R
R
Từ suy ra: R4 tăng giá trị R14 tăng RAD tăng RAB
tăng giá trị I giảm giá trị U3= I.R3 giảm UAD tăng (
UAD+ U3= U không đổi) I2 tăng I1= I – I2 giảm U1 = I1R1
giảm UV tăng ( U1+Uv= U khơng đổi)
VËy tăng giá trị R4 số vôn kế tăng
0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ
0,25đ 0,25đ 0,25®
0,25®
0,5®
4 4.1
*Khi R1nt R2 điện trở tơng đơng mạch:
R= R1+R2+Rx = 30+x ()
+ I = ( ) 30
U U
A R x
+ Công suất toả nhiệt đoạn mạch AB lµ: PAB = I2R12=
2
2
30 30
( 30) ( 30)
U U
x x (W) (1) *Khi R1//R2
+ Điện trở tơng đơng mạch:
(4)R’ =
1
4,8
x
R R
R x
R R () +I’ = ' 4,8 ( )
U U
A R x
+ + Công suất toả nhiệt đoạn mạch AB là: P =
2
4,8 (4,8 )
U x
(W) (2) Tõ (1) vµ (2) suy ra: x= 12 ()
Thay x= 12 PAB = 30W vào (1) ta đợc: U2= (12+30)2
U= 42 (V)
4.2.
Ta có cơng suất toả nhiệt trên Rx tăng cờng độ dòng diện
qua Rx tăng Rtđ giảm Do ta chọn đoạn mạch gồm Rxnt
(R1//R2)
Tõ c©u ta có công suất toả nhiệt Rx là:
Px=
2
2
2
( ) 4,8
(4,8 ) ( )
U x U
W
x x
x
Px đạt giá trị lớn
2
4,8 ( x)
x đạt giá trị nhỏ áp dụng hệ bất đẳng thức CôSi cho hai số dơng 4,8
x x có tích 4,8 khơng đổi ta có (4,8 x)2
x đạt giá trị nhỏ 4,8
x = x x= 4,8 () Khi Px= 92(W)
0,5® 0,25® 0,25®
0,25® 0,25®