de thi hsg tinh- vatli 9

Sở GIáo dục - Đào tạo Kì thi chọn học sinh giỏi tỉnh
Nam định
Môn: Vật Lí 9
Năm học: 2010-2011
Thời gian l m b i: 150 phút
Bài1: Mt thanh thng AB ng cht, tit din u cú rónh dc, khi lng thanh m = 200g,
di l = 90cm.Ti A, B cú t 2 hũn bi trờn rónh m khi lng ln lt l m
1
= 200g v m
2
.
t thc (cựng 2 hũn bi A, B) trờn mt bn nm ngang
vuụng gúc vi mộp bn sao cho phn OA nm trờn mt bn
cú chiu di l
1
= 30cm, phn OB mộp ngoi bn.Khi ú
ngi ta thy thc cõn bng nm ngang (thanh ch ta lờn
im O mộp bn)
a) Tớnh khi lng m
2
.
b) Cựng 1 lỳc , y nh hũn bi m
1
cho chuyn ng u trờn rónh vi vn tc v
1
= 10cm/s
v phớa O v y nh hũn bi m
2
cho chuyn ng u vi vn tc v
2
dc trờn rónh v

phớa O.Tỡm v
2
cho thc vn cõn bng nm ngang nh trờn.
Bi 2: Cho mt búng ốn 6V-3W v mt bin tr con chy c
mc vi nhau, sau ú ni vo ngun cú hiu in th khụng i
U=9V nh dõy dn cú in tr R
d
=1 (hỡnh v)
1. Cho in tr ca ton bin tr l 20
a)Tỡm in tr R
AC
ca phn AC ca bin tr , bit ốn
sỏng bỡnh thng. Tỡm hiu sut ca cỏch mc mch thp sỏng
ốn ú.
b) Vi ngun U, dõy dn R
d
, ốn v bin tr nh trờn, hóy
v nhng s khỏc cho ốn sỏng bỡnh thng. Tỡm v trớ
ca con chy ca bin tr ng vi mi s .
c) Xỏc nh v trớ ca con chy C trờn bin tr trong s
hỡnh 1 cụng sut tiờu th ca on mch AC(gm ốn v bin
tr) t giỏ tr cc i.
2. Mun cho hiu sut ca cỏch mc mch thp sỏng ốn nh hỡnh v bờn khụng nh hn 60%
khi ốn sỏng bỡnh thng thỡ giỏ tr ton phn ca in tr bin tr nh nht l bao nhiờu?
Cõu 3 : a) Mt vt sỏng nh AB t trờn trc chớnh, vuụng gúc vi trc chớnh ca mt thu
kớnh hi t cú tiờu c bng 40cm. Dch chuyn AB dc theo trc chớnh. Hi khi khong cỏch
gia AB v nh tht ca nú l bộ nht thỡ vt cỏch thu kớnh bao nhiờu ? nh ú cao gp bao
nhiờu ln vt.
b) Cho hai thu kớnh hi t L
1

, L
2
cú trc chớnh trựng nhau, cỏch nhau 40cm. Vt AB
t trờn trc chớnh, vuụng gúc vi trc chớnh, trc L
1
( theo th t AB L
1
L
2
). Khi AB
dch chuyn dc theo trc chớnh thỡ nh AB ca nú to bi h L
1
, L
2
khụng thay i ln
v cao gp 3 ln AB. Tỡm tiờu c ca hai thu kớnh.
Bài 4: Ngời ta đặt một viên bi đặc bằng sắt bán kính R = 6cm đã đợc nung nóng tới nhiệt độ t = 325
0
C
lên một khối nớc đá rất lớn ở 0
0
C . Hỏi viên bi chui vào nớc đá đến độ sâu là bao nhiêu? Bỏ qua sự
dẫn nhiệt của nớc đá và sự nóng lên của đá đã tan. Cho khối lợng riêng của sắt là D = 7800kg/m
3
, của
nớc đá là D
0
= 915kg/m
3
. Nhiệt dung riêng của sắt là C = 460J/kgK, nhiệt nóng chảy của nớc đá là

3,4.10
5
J/kg. Thể tích khối cầu đợc tính theo công thức V =
3
.
3
4
R

với R là bán kính.
m
1
A
m
2
B
O
Bài 5: Có 2011 điểm trong không gian, giữa hai điểm bất kì đợc nối với nhau bằng một điện trở có
giá trị 2011 ôm. Đặt vào giữa hai đầu điện trở bất kì hiệu điện thế 12 V, tính công suất đoạn mạch nối
hai đểm đó?
Hng dn Chm
B i 1:
a) m
2
= 50g
b) v
2
= 4v
1
= 4cm/s

Bài 2) a) t R
MC
=x() R
CN
=20-x (). ốn sỏng bỡnh
th ng nờn
é(m)
é é(m)
é(m)
P
3
I I 0,5(A)
U 6
= = = =
i n tr c a ốn l :
é
é
é
U 6
R 12( )
I 0,5
= = =
é,CN
R 12 20 x 32 x= + =
AC
x.(32 x)
R
x

=

é,CN
MC é,CN
MC
R
32 x 16 0,5x
I I 0,5
R x x

= ì = ì =
C ng dũng i n qua m ch chớnh l :
AB
I =
I

+ I
MC
=
16 0,5x 16
0,5
x x

+ =
CB AB d
16
U I R
x
= =
AC Ð NC
U U U 6 0,5.(20 x) 16 0,5x= + = + − = −
Ta có: U = U

AC
+U
CB
16
9 16 0,5x
x
⇒ = − +
2
0,5x 7x 16 0⇒ − − =
Gi i pt ta c: xả đượ
1
=16 v xà
2
=-2(lo i)ạ
Hi u su t c a cách th p sáng èn l :ệ ấ ủ ắ đ à
Ð
AB
P 3
H 33,3%
16
P
9.
16
= = =
b) M c èn theo các s khác:ắ đ ơ đồ
- Xét s hình 1.2: Ta có Iơ đồ
AB
=I
Đ
=0,5A.

AB
AB
MC
U 9
R 18( )
I 0,5
R 18 12 1 5( )
= = = Ω
⇒ = − − = Ω
- Xét s hình 1.3:ơ đồ
Ta có I
AB
=I
Đ
=0,5A.
AB
AB
MC,CN
MC MC
MC
U 9
R 18( )
I 0,5
R 18 12 1 5( )
1 1 1
R 20 R 5
R 10( )
= = = Ω
⇒ = − − = Ω
⇒ + =

−
⇒ = Ω
- Xét s hình 1.4: ơ đồ
d AB Ð
U U U 9 6 3(V)= − = − =
d
AB
d
Ð
MC
AB Ð
U
3
I 3(A)
R 1
U
6
R 2,4( )
I I 3 0,5
= = =
= = = Ω
− −
- Xét s hình 1.5: t Rơ đồ Đặ
MC
=x(Ω) ⇒ R
CN
=20-x(Ω)
Ð
MC Ð
MC

R 12 6
I I 0,5
R x x
= = × =
AB Ð MC
6 0,5x 6
I I I 0,5
x x
+
⇒ = + = + =
2
CB AB CB
0,5x 6 0,5x 4,5x 126
U I R (20 x 1)
x x
+ − + +
= = × − + =
Ta có U
AC
+U
CB
=U
AB


2
2
0,5x 4,5x 126
6 9
x

0,5x 1,5x 126 0
− + +
⇒ + =
⇒ − + + =
Gi i pt ta c xả đượ
1
=17,46(Ω) v xà
2
=-14,4 (lo i)ạ
- Xét s hình 1.6: Uơ đồ
d
=U
AB
-U
Đ
=9-6=3(V)⇒
d
d
d
U 3
I 3(A)
R 1
= = =
Ð
MC,CN
AB Ð
U 6
R 2,4( )
I I 3 0,5
⇒ = = = Ω

− −
MC MC
1 1 1
R 20 R 2,4
⇒ + =
−
⇒R
MC
=2,79 v Rà
MC
=17,21(Ω)
c) t RĐặ
MC
=x(Ω) ⇒ R
CN
=20-x(Ω)
Ta có
2
AC MC Ð,NC
2
AC
1 1 1 1 1 36
R R R x 36 x x 36x
x 36x
R
36
= + = + =
− − +
− +
⇒ =

t RĐặ
AC
=y. Ta có:
R
AB
=1+y
AB
AB
U 9
I
R 1 y
= =
+
Công su t tiêu th trên o n m ch AC l :ấ ụ đ ạ ạ à
2
AC AB AC
2
81y 81
P I R
1
y 2y 1
y 2
y
= = =
+ +
+ +
z
Áp d ng B T Côsi ta có:ụ Đ
1 1
y 2 y. 2

y y
+ ≥ =
Do ó: đ
AC
81
P 20,25(W)
2 2
≤ =
+
D u "=" x y ra khi ấ ả
1
y y 1(y 0)
y
= ⇒ = >
2
1 2
x 36x
1 x 1,03;x 35
36
− +
⇒ = ⇒ = =
> 20 (lo i)ạ
V y khi con ch y C v trí sao cho Rậ ạ ở ị
MC
=1,03(Ω) thì công su t tiêu th trên o n ấ ụ đ ạ
m ch AC t giá tr c c iạ đạ ị ự đạ
2) hi u su t th p sáng không nh h n 60% :Để ệ ấ ắ ỏ ơ
Ta có
Ð
AB d

AB AB
P 3 5 5
H 0,6 I (A) U (V)
P 9.I 9 9
= = ≥ ⇒ ≤ ⇒ ≤
AC
5 76
U 9 (V)
9 9
≥ − =
t RĐặ
MC
=x; R
CN
=y. Ta có:
AC Ð CN
76
U U U 6 0,5.y
9
= + = + ≥
44
y
9
⇒ ≥
.
M t khác: ặ
AC MC MC AB Ð
5
U I .R (I I ).x 0,5 .x
9

 
= = − ≤ −
 ÷
 
76 x 760
x 152
9 18 5
⇒ ≤ ⇒ ≥ =
x y 152 4,89 156,89+ ≥ + =
. V y bi n tr ph i có i n tr to n ph n nh nh t l ậ ế ở ả đ ệ ở à ầ ỏ ấ à
156,89