Đề thi học sinh giỏi THCS môn Vật lý Lớp 9 vòng 2 - Năm học 2008-2009 - Phòng giáo dục và đào tạo huyện Bình Xuyên (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi học sinh giỏi THCS môn Vật lý Lớp 9 vòng 2 - Năm học 2008-2009 - Phòng giáo dục và đào tạo huyện Bình Xuyên (Có đáp án)

1. Ubnd huyÖn B×nh Xuyªn ®Ò thi häc sinh giái thcs vßng 2 Phßng Gi¸o dôc vµ §µo t¹o n¨m häc 2008-2009 m«n: vËt lý ®Ò chÝnh thøc Thêi gian: 150 phót (Kh«ng kÓ thêi gian giao ®Ò) Bài 1 (2,50 điểm) Một chiếc xe phải đi từ địa điểm A đến địa điểm B trong khoảng thời gian quy định là t. Nếu xe chuyển động từ A đến B với vận tốc không đổi v 1 = 48km/h thì xe sẽ đến B sớm hơn khoảng thời gian ∆t 1 = 0,3h so với thời gian quy định. Nếu xe chuyển động từ A đến B với vận tốc không đổi v2 = 12km/h thì xe sẽ đến B muộn hơn khoảng thời gian ∆t2 = 0,45h so với thời gian quy định. a. Tìm chiều dài quãng đường AB và thời gian quy định t? b. Để chuyển động từ A đến B đúng thời gian t, xe chuyển động từ A đến C (trên AB) với vận tốc v1 rồi tiếp tục chuyển động từ C đến B với vận tốc v2. Tìm độ dài quãng đường AC? Bài 2 (2,50 điểm) Một quả cầu bằng chất rắn nổi nhưng chìm 95% trong chất lỏng. Hỏi phải nâng nhiệt độ của hệ thêm bao nhiêu độ để quả cầu chìm hoàn toàn trong chất lỏng? Coi sự đốt nóng của hệ diễn ra chậm và trong thời gian này nhiệt độ của quả cầu và nhiệt độ của chất lỏng luôn bằng nhau. Biết rằng thể tích của chất lỏng và chất rắn làm quả cầu phụ thuộc vào nhiệt độ theo công thức V 2 = V1[1 + α(t2 – t1)], trong đó V1 và V2 là thể tích của các chất ở nhiệt độ t1 và t2; α là hệ số tăng thể tích (nở khối). -3 -3 Hệ số α của chất rắn làm quả cầu là α1 = 0,3.10 /độ và của chất lỏng là α2 = 10 /độ. Bài 3 (2,50 điểm) 0 Một ấm nhôm có khối lượng m 1 = 0,4kg chứa m2 = 0,5kg nước ở nhiệt độ T = 30 C. Để đun sôi nước, người ta dùng bếp điện loại 220V - 1100W, hiệu suất H = 88%. Biết nhiệt dung riêng của nhôm là c1 = 880J/(kg.độ), của nước là c2 = 4200J/(kg.độ). a. Bếp dùng ở hiệu điện thế U 1 = 220V, bỏ qua sự toả nhiệt của ấm và nước ra môi trường ngoài. Tính thời gian cần để đun sôi nước? b. Bếp dùng ở hiệu điện thế U2 = 180V, hiệu suất và lượng nước trong ấm như lúc đầu, khi đó sau thời gian t’ = 293 giây kể từ lúc bắt đầu đun thì nước sôi. Tính nhiệt lượng trung bình do ấm và nước toả ra môi trường trong mỗi giây? Bài 4 (2,50 điểm) Để trang trí cho một quầy hàng, người ta dùng các bóng đèn 6V – 9W mắc nối tiếp vào mạch điện có hiệu điện thế U = 240V để chúng sáng bình thường. Nếu có một bóng bị cháy, người ta nối tắt đoạn mạch có bóng đó lại thì công suất tiêu thụ của mỗi bóng tăng hay giảm đi bao nhiêu phần trăm?
2. Ubnd huyÖn B×nh Xuyªn ®¸p ¸n thi häc sinh giái thcs vßng 1 Phßng Gi¸o dôc vµ §µo t¹o n¨m häc 2008-2009 m«n: vËt lý NỘI DUNG ĐIỂM Bài 1 2,50 a. Gọi thời gian xe đi hết quãng đường AB với vận tốc v1 là t1. Khi đó t1 = t – ∆t1 = t – 0,3. 0,25 Ta có AB = s = v1.t1 = v1.(t – 0,3). (1) Gọi thời gian xe đi hết quãng đường AB với vận tốc v2 là t2. Khi đó t2 = t + ∆t2 = t + 0,45. 0,25 Ta có AB = s = v2.t2 = v2.(t + 0,45). (2) Từ (1) và (2) ta có v1.(t – 0,3) = v2.(t + 0,45) hay 48.(t – 0,3) = 12.(t + 0,45) t = 0,55h. 0,50 Vậy thời gian quy định là t = 0,55h. Thay các giá trị vào (1) hoặc (2) ta tính được độ dài quãng đường AB là s = 12km. 0,50 b. ' AC Thời gian đi đoạn đường AC là t1 . 0,25 v1 ' AB AC Thời gian đi đoạn đường còn lại t2 . 0,25 v 2 ' ' Ta có t1 t2 t AC AB AC t.v .v AB.v 0,55.48.12 12.48 hay t AC 1 2 1 7,2km . 0,50 v1 v 2 v 2 v1 12 48 Vậy độ dài quãng đường AC = 7,2km. Bài 2 2,50 Kí hiệu thể tích của quả cầu là V, D1 và D2 là khối lượng riêng của chất làm quả cầu và chất lỏng ở nhiệt độ t1. Lúc đầu quả cầu nổi, điều kiện cân bằng là 0,25 D1 10.D1.V = 0,95.10.D2.V 0,95 (1) D2 Kí hiệu Δt là nhiệt độ phải nâng lên của hệ để quả cầu chìm, khi đó khối lượng 0,25 riêng của hai chất bằng nhau D’1 = D’2. Khi nhiệt độ tăng thêm thì thể tích tăng nên khối lượng riêng giảm. ' D1 ' D2 Khi đó D1 và D2 . 1 1 t 1 2 t 1,00 ' D 1 t Ta có D1 1 . 2 = 1 (2) ' D2 D2 1 1 t Thay (1) vào (2) và các giá trị α đã cho ta tìm được Δt = 76,90C. 1,00 Bài 3 2,50 a. Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi nước Q = (m1.c1 + m2.c2).ΔT = 171640J. 0,25 Khi bếp hoạt động ở hiệu điện thế U1 = U0 = 220V, 0,25
3. Nhiệt lượng do bếp toả ra Q1 = N0.t Q Q Ta có H Q N .t 1 0 0,50 Q 171640 Thời gian để đun sôi nước trong ấm là t 177,3 giây. N0.H 1100.0,88 b. Khi hoạt động ở hiệu điện thế U2 = 180V. 2 U2 U2 2 180 2 0,50 Công suất toả nhiệt của bếp khi đó N2 ( ) .N0 ( ) .1100 736,36 W. R U0 220 Công suất hữu ích của bếp N’ = H.N2 = 0,88.736,36 = 648W. Nhiệt lượng truyền cho ấm nước trong thời gian đun Q’ = N’.t’ = 648.293 = 189864J. Nhiệt lượng mất ra môi trường ngoài ΔQ = Q’ – Q = 18224J. 1,00 Nhiệt lượng trung bình trong mỗi giây toả (tốc độ tỏa nhiệt) ra môi trường ngoài Q q 62,2 J/s. t' Bài 4 2,50 2 U 0 Điện trở của mỗi bóng Rđ = 4 . 0,25 N 0 U Số bóng đèn cần dùng để chúng sáng bình thường n = 40 . 0,25 U 0 Nếu có một bóng bị cháy thì tổng điện trở của các bóng còn lại là 0,25 R = 39Rđ = 156 . U 240 Dòng điện qua mỗi đèn bây giờ là I = 1,54A . 0,25 R 156 2 Công suất tiêu thụ mỗi bóng bây giờ là Nđ = I .Rđ = 9,49W > N0 = 9W. 0,50 Công suất mỗi bóng tăng lên so với trước N = Nđ – N0 = 9,49 – 9 = 0,49W. 0,50 N.100% 0,49.100% Nghĩa là tăng lên so với trước là C = 5,4% 0,50 N 0 9