Đáp án HSG Lý 9- Vĩnh Phúc 2007

hớng dẫn chấm thi HSg môn vật lí lớp 9 Năm học 2006 - 2007
Câu Lời giải Điểm
1 2,00
a) Khi dây nối đèn Đ
4
cha bị đứt thì mạch gồm Đ
3
, Đ
4
, Đ
5
, Đ
6
+Đ
7
và Đ
8
+Đ
9
là mạch cầu cân
bằng, dòng qua Đ
5
bằng không P
5
=0. Công suất các đèn P
9
=P
8
=P
7
=P

6
=3W. - - Với hai đèn
Đ
3
và Đ
4
ta có: U
3
=U
4
=U
6
+U
7
=2U
6
I
3
=I
4
=U
3
/R
đ
=2U
6
/R
đ
=2I
6

P
3
=P
4
=U
3
I
3
=2U
6
.2I
6
=4P
6
=12W.
- Với các đèn Đ
1
và Đ
2
ta có: I
1
=I
2
=I
3
+I
6
=3I
6
nên P

1
=P
2
=R
đ
I
2
2
=9R
đ
I
6
=9P
6
=27W.
Vậy công suất tiêu thụ của toàn mạch là: P=2P
1
+2P
3
+4P
6
=90W.
b) Trớc khi dây nối đèn Đ
4
bị đứt, hiệu điện thế toàn mạch là:
U=2U
1
+4U
6
=2R

đ
I
1
+4U
6
=6R
đ
I
6
+4U
6
=10U
6
.
Sau khi dây nối đèn Đ
4
bị đứt, dòng điện đợc phân chia lại: I
1
=I
8
=I
9
=I
2
=2I
6
=2I
3
.
Do đó: U

1
=U
8
=U
9
=U
2
=2U
6
=2U
7
=2U
3
=2U
5
U=5U
1
=10U
6
U
6
=U
7
=U
3
=U
5
=U/10.
Công suất các đèn này là: P
6

'=P
7
'=P
3
'=P
5
'=3W
Công suất các đèn còn lại: P
9
'=P
8
'=P
2
'=P
1
'=(2U
6
)
2
/R
đ
=4P
6
'=12W.
Công suất toàn mạch: P'=4P
6
'+4P
1
'=60W.
0,25

0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
2 2,00
Trớc khi dịch chuyển vật, ảnh có độ cao A
1
'B
1
'=0,9cm. Ta có:
)2(
'
'.
')1(
'
'
'
'''''
1
1
1
1
1
1
1
11
11

OFOA
OFOA
OA
OFOA
OF
OF
AF
OA
OA
BA
BA

=

===
Tơng tự, khi dịch chuyển vật lại gần thấu kính 3cm, tức là: OA
2
=OA
1
-3, ta có:
)4(
'3
')3(
'
'.
')3(
'
'
'
'''''

1
1
2
2
2
2
2
2
2
22
22
OFOA
OFOA
OFOA
OFOA
OA
OFOA
OF
OF
AF
OA
OA
BA
BA


=

=

===
Chia 2 vế của hai phơng trình (1) và (3) ta có:
)5(5,7'
5
3
5,1
9,0
'
'3
'
'
''
''
1
1
1
1
2
22
11
+===


=


= OFOA
OFOA
OFOA
OFOA

OFOA
BA
BA
Theo đề bài: OA
2
'-OA
1
'=45. Từ (2) và (4) ta có:
)6(45
.
'3
')3(
1
1
1
1
=




OFOA
OFOA
OFOA
OFOA
Từ (5) và (6) ta thu đợc phơng trình đối với OF':
cmBAcmOF
OFOFOFOF
3,05,22'45
5,7

')5,7'(
5,4
')5,4'(
11
===
+

+
0,25
0,25
0,50
0,50
0,50
3 2,00
1) Hiệu điện thế ở hai đầu cuộn sơ cấp của máy tăng thế:
*) Tại máy hạ thế:
- Cuộn thứ cấp: U
2
=120V, I
2
=12000/120=100A.
- Cuộn sơ cấp: U
1
/U
2
=N
1
/N
2
=15U

1
=15U
2
=1800V.
I
1
=I
2
/15=100/15=20/3A.
*) Tại máy tăng thế:
- Cuộn thứ cấp:
U
20
=U
1
+I
1
R
d
=1800+200/3=5600/3V
- Cuộn sơ cấp: U
10
/U
20
=1/10
U
10
=U
20
/10=560/3 186,7V

2) Hiệu suất chuyển tải điện năng:
Khi bỏ qua hao phí trên hai máy biến thế thì
hiệu suất của sự chuyển tải điện năng là:
0,25
0,25
0,25
1
O
I
F'
A
1
'
A
2
'
B
2
'
B
1
'
B
2
B
1
A
1
A
2

R
d
I
1
U
1
U
20
U
10
120V-12kW
Máy T
Máy G
I
2
%4,96
56
54
3
5600
1800
20
1
120
11
======
U
U
IU
IU

P
P
H
o
3- a) Nơi truyền tải điện đi phải có hiệu điện thế đầu đờng dây là:
U
o
=U
2
+IR
d
=120+100.10=1120V
Công suất truyền tải là: P
o
=U
o
I=1120.100=112kW.
b) Hao phí ban đầu lúc có hai biến thế là: P=R
d
I
1
2
Hao phí lúc bỏ biến thế là: P'=R
d
I
2
2
Theo trên ta có:
225)
3

20
100
()(
'
22
1
2
===


I
I
P
P
Công suất hao phí tăng 225 lần.
c) Hiệu suất sau khi bỏ hai biến thế: H'=U
2
/U
o
=120/1120=3/28.
Hiệu suất giảm đi:
9
8/3
56/54
'
==
H
H
lần.
0,25

0,25
0,25
0,25
0,25
4 1.5
- Gọi t
1
là thời gian An ngồi sau xe đạp, t
3
là tổng thời gian cần thiết để An đến siêu thị,
t
2
là thời gian đi bộ của Bình (t có đơn vị là giờ).
- Ta có tổng quãng đờng mà An đi đợc là: 12t
1
+4(t
3
-t
1
)=4,8 2t
1
+t
3
=1,2 (1)
Quãng đờng mà Bình đi đợc là: 4t
2
+12(t
3
-t
2

)=4,8 3t
3
-2t
2
=1,2 (2)
Quãng đờng mà Phú đi đợc là: 12t
1
-12(t
2
-t
1
)+12(t
3
-t
2
)=4,8 2t
1
+t
3
-2t
2
=0,4 (3)
- Từ (1), (2) và (3) ta có: t
1
=0,8/3(h), t
2
=0,4(h), t
3
=2/3(h).
Vậy An ngồi sau xe đạp trong 0,8/3(h)=16phút và đi bộ trong 0,4 giờ=24 phút

0,50

0,50
0,50
5 1.5
Theo đề bài khối lợng nớc m từ bình một chuyển sang bình hai bằng khối lợng nớc chuyển
ngợc lại từ bình hai sang bình 1.
Đối với bình 1, sau quá trình đó nhiệt độ đã giảm đi một lợng
=
0
1
t 1 C
và nớc trong bình 1
đã mất một lợng:
1 1 1
Q cm . t=
Theo định luật bảo toàn năng lợng, nhiệt lợng này đợc truyền cho nớc trong bình 2. Do đó:
1 1 1 2 2
Q cm . t cm . t= =
Trong đó:
2
t
là độ biến thiên nhiệt độ của nớc trong bình 2, m
1
= 5kg, m
2
= 1kg. Suy ra:
0
1
2 1

2
m
t . t 5 C
m
= =
Nh vậy sau khi chuyển khối lợng nớc
m

từ bình 1 (có nhiệt độ t
1
= 60
0
C) sang bình 2, thì
nhiệt độ nớc trong bình 2 trở thành t
4
= t
2
+5 = 25
0
C.
áp dụng phơng trình cân bằng nhiệt ta có:
( ) ( )
1 4 2 4 2
m.c t t m .c t t =
, suy ra
1
m
7
=
kg.

0.50
0.50
0.50
6 1.0
Gọi thể tích của phần rỗng là V
r
, của nút V
n
, thuỷ tinh là V
t
ta có V
r
= V
n
V
t
; Cân khối lợng m
1
của
nút chai. Cân nút chai khi ta thả nó ngập nớc thì số chỉ của cân còn lại là m
2
(do có lực đẩy
Acsimet).
Độ giảm khối lợng m
1
- m
2
chính là khối lợng của nớc bị nút chiếm chỗ. Suy ra thể tích
của nớc bị nút chiếm chỗ cũng chính là thể tích của nút chai:
Thể tích của thuỷ tinh là

1
t
m
V =

. Suy ra

121
mmm
V
nc
r


=
.
0.50
0.50
2