Đề 06 Thi học sinh giỏi môn vật lí 9

ĐỀ 06

Câu 1 (2,0 điểm): Một quả cầu đặc đồng chất có khối lượng M = 12kg, bán kính R = 16cm được thả vào một hồ có mực nước sâu H = 3,5m.

a. Quả cầu sẽ nổi hay chìm trong nước? Vì sao? Biết khối lượng riêng của nước là Dn = 1000kg/m3; thể

tích hình cầu được tính bằng công thức V = R3.  3 4

b. Người ta buộc quả cầu vào một dây xích bằng đồng có chiều dài lđ = 3,5m và khối lượng mđ = 7kg rồi thả lại vào hồ nước, bây giờ quả cầu lơ lửng trong nước. Hỏi khi đó tâm quả cầu cách mặt nước một khoảng bao nhiêu? Biết khối lượng riêng của đồng là Dđ = 8800kg/m3; khối lượng dây xích được phân bố đều theo chiều dài của dây. Câu 2 (2,0 điểm): Một bình hình trụ, ban đầu chứa mn = 3kg nước ở 24oC. Người ta thả vào bình một cục nước đá có khối lượng mđ = 1,4kg đang ở 0oC. Biết chỉ có nước đá và nước trao đổi nhiệt với nhau; nhiệt dung riêng của nước là Cn = 4200J/kg.K; nhiệt lượng cần cung cấp cho 1kg nước đá nóng chảy hoàn toàn ở 0oC là 3,36.105J ( 3,36.105J/kg). Khi có cân bằng nhiệt, hãy tìm:   a. Nhiệt độ của nước trong bình? Khối lượng nước trong bình? b. Độ chênh lệch giữa mực nước trong bình khi có cân bằng nhiệt so với khi chưa thả cục nước đá? Biết diện tích đáy trong của bình là S = 200cm2; khối lượng riêng của nước là Dn = 1000kg/m3. Câu 3 (2,0 điểm): Cho mạch điện như hình 1. Nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U = 3V. Các điện trở R1 = 1 , R2 = 2 , R3 = 6 . Biến trở có giá trị lớn nhất Rb = 6 . Bỏ qua điện trở các ampe kế và dây nối.     1. Tính số chỉ các ampe kế khi: a. Con chạy C của biến trở ở vị trí B. b. Con chạy C của biến trở ở vị trí A. 2. Dịch chuyển con chạy C của biến trở đến một vị trí nào đó thì thấy ampe kế A2 chỉ 0,3A. a. Xác định vị trí con chạy C. b. Tính số chỉ ampe kế A1.

Câu 4 (2,0 điểm): Cho mạch điện như hình 3. Nguồn điện không đổi có hiệu điện thế U = 9V. Đèn Đ1 ghi 3V- 3W; Đ2 ghi 9V- 6,75W; Đ3 ghi 9V- 13,5W; Đ4 ghi 3V - 1,5W. Biết rằng đèn sẽ bị cháy nếu hiệu điện thế đặt vào nó vượt quá 35% hiệu điện thế định mức. Bỏ qua điện trở ở tiếp điểm của các khóa K1, K2 và dây nối. Ban đầu, các khóa K1 và K2 đều mở. Xác định độ sáng của các đèn trong trường hợp: a. K1 đóng, K2 mở. b. K1 đóng, K2 đóng. --------------------HẾT------------------

Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm. Họ và tên thí sinh:........................................................Số báo danh........................ Họ và tên giám thị 1:.................................................... Họ và tên giám thị 2:.................................................

Hình 1

A B R1

R2 R3

C

Rb

A2

A1

A B

M

N

Đ1

Đ2

Đ3

U - + K1

K2 Đ4

Hình 3

ThuVienDeThi.com

ĐÁP ÁN 06

CÂU ĐÁP ÁN ĐIỂM Câu 1

2 điểm

a. Thể tích quả cầu là: V = R3 = (0,16)3 0,01715 m3  3 4 14 ,3 3 4 

Khối lượng riêng của quả cầu là :

. 3 / 700 01715 ,0

12 m kg V M D   

Ta thấy D < Dn Quả cầu sẽ nổi trên mặt nước. 

b. Hệ thống chịu tác dụng của các lực: - Trọng lực Pc của quả cầu. - Trọng lực Px của phần dây xích lơ lửng. - Lực đẩy Acsimet FAc tác dụng lên quả cầu. - Lực đẩy Acsimet FAx tác dụng lên phần dây xích lơ lửng. Khi hệ thống cân bằng: Pc + Px = FAc + FAx M.10 + mx. 10 = Vc. dn + Vx. dn 

M + mx =  n đ

x n c D D m D V 

( ) = Vc.Dn – M ..............................  x m 1 n

đ

D D 

) ( 81 ,5

8800 1000 1

12 1000 . 01715 ,0

1

kg

D D

M D V m

đ

n

n c x  

  

  

Theo đề bài ta có: ) ( 9,2 7

5,3. 81 ,5 . m m

l m l l l m m

đ

đ x x đ

x

đ

x     

Tâm quả cầu cách mặt nước một khoảng là: hx = H - lx - R = 3,5 - 2,9 - 0,16 = 0,44(m).

0,25

0,25 0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

Câu 2 2 điểm

a. Giả sử khi cân bằng nhiệt, trạng thái hỗn hợp trong bình ở 0oC. Nhiệt lượng do nước đá thu vào để tan chảy hoàn toàn ở 0oC là: Qthu = mđ . 1,4. 3,36. 105 = 470400 (J)   Nhiệt lượng do nước tỏa ra là: Qtỏa = mn .Cn. t = 3. 4200.( 24 - 0) = 302400 (J)  Ta thấy Qthu > Qtỏa chứng tỏ chỉ 1 phần nước đá bị tan ra. Như vậy khi cân bằng nhiệt, hỗn hợp gồm cả nước và nước đá.

Khi cân bằng nhiệt, nhiệt độ của hỗn hợp …