tài liệu hsg vật lý 9 đề và đáp án thi học sinh giỏi cấp huyện

UBND HUYỆN LƯƠNG TÀI PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN LẦN I Năm học : 2014- 2015 Môn thi : Vật lý - Lớp Thời gian làm : 150 phút ( không kể thời gian phát đề) Bài 1: (2 điểm) Một người xe đạp với vận tốc V1 = 8km/h người với vận tốc V2 = 4km/h khởi hành lúc nơi chuyển động ngược chiều Sau 30phút, người xe đạp dừng lại, nghỉ 30 phút quay trở lại đuổi theo người với vận tốc cũ Hỏi kể từ lúc khởi hành sau người xe đạp đuổi kịp người bộ? Bài 2: (2 điểm) Một bình nhôm khối lượng m 0=260g, nhiệt độ ban đầu t0=200C, bọc kín lớp xốp cách nhiệt Cần nước nhiệt độ t 1=500C nước nhiệt độ t 2=00C để cân nhiệt có 1,5 kg nước t 3=100C Cho nhiệt dung riêng nhôm c0=880J/kg.K, nước c1=4200J/kg.K Bài 3: (3 điểm) Cho mạch điện hình vẽ: Biết U = 6V , r = 1Ω = R1 ; R2 = R3 = 3Ω biết số A K đóng 9/5 số A K mở Tính : a/ Điện trở R4 ? b/ Khi K đóng, tính IK ? r U R1 R2 R3 R4 A Bài 4: (2 điểm) Một hộp kín chứa nguồn điện có hiệu điện không đổi U = 150V điện trở r = 2Ω Người ta mắc vào hai điểm lấy điện A B hộp A bóng đèn Đ có cơng suất định mức P = 180W nối tiếp B U với biến trở có điện trở Rb (hình vẽ) r a) Để đèn Đ sáng bình thường phải điều chỉnh Rb = 18Ω Đ Rb Tính hiệu điện định mức đèn Đ ? b) Với hộp điện kín trên, thắp sáng tối đa bóng đèn đèn Đ ? Hiệu suất sử dụng điện bao nhiêu? Bài 5: (1 điểm) Cho điện trở có giá trị R0, mắc với theo cách khác nối vào nguồn điện không đổi U =0,8V xác định mắc nối tiếp với điện trở r Hỏi cần điện trở R0 mắc chúng vào nguồn điện khơng đổi , có điện trở r nói để cường độ dịng điện qua điện trở R0 0,1A ? -HẾT (Đề thi gồm có trang) Thí sinh khơng sử dụng tài liệu.Cán coi thi khơng giải thích thêm Họ tên thí sinh……………………………………; Số báo danh: …………… UBND HUYỆN LƯƠNG TÀI PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯỚNG DẪN CHẤM Môn thi : Vật lý - Lớp Bài : (2điểm) Ý/ phần Đáp án Điểm Quãng đường người xe đạp thời gian t1 = 30’ là: s1 = v1.t1 = km Quãng đường người đi 1h (do người xe đạp có nghỉ 30’) s2 = v2.t2 = km Khoảng cách hai người sau khởi hành 1h là: S = S1 + S2 = km Kể từ lúc xem hai chuyển động chiều đuổi 0,5 0,5 0,5 S 0, Thời gian kể từ lúc quay lại gặp là: t = v − v = 2h Vậy sau 3h kể từ lúc khởi hành, người xe đạp kịp người Bài : (2điểm) Ý/ phần Đáp án Điểm - Đổi m0 = 260g=0,26kg Gọi khối lượng nước nhiệt độ 500C cần lấy m1,vậy khối lượng nước 00C cần lấy 1,5 - m1 : - Nhiệt lượng tỏa ấm nhôm từ 200C xuống 100C : Q0= c0m0 (20-10) = 10 c0m0(J) - Nhiệt lượng tỏa m1 (kg) nước từ nhiệt độ 500C xuống 100C Q1= m1c1(50-10) = 40m1c1(J) - Nhiệt lượng thu vào 1,5- m1 (kg) nước nhiệt độ 00C lên 100C Q2= c1 ( 1,5- m1).10 =15c1 -10 m1c1 (J) - Ta có phương trình cân nhiệt : Q0 + Q1= Q2 thay vào ta có : 10c0m0 + 40m1c1=15c1 -10 m1c1 - Thay số vào ta có : 10.880.0,26 + 40.4200.m1 =15.4200-10.4200m1 - Giải phương trình ta m1 = 0,289kg Vậy khối lượng nước cần lấy 00C m2 =1,211kg 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 Bài : (3điểm) Ý/ phần a) Đáp án Điểm * Khi K mở: Cách mắc mạch điện : ( R1 nt R3 ) // ( R2 nt R4 ) - Điện trở tương đương mạch là: 0,25 R=r+ 4(3 + R4 ) + R4 0,25 U - Cường độ dịng điện mạch : I = + 4(3 + R4 ) + R4 ( R1 + R3 )( R2 + R4 ) Hiệu điện hai điểm A B UAB = R + R + R + R I 4U ( R1 + R3 ).I U AB ⇒ I4 = R + R = R + R + R + R = ( Thay số, I ) = 19 + 5R 4 0,25 0,25 * Khi K đóng: Cách mắc mạch điện: (R1 // R2 ) nt ( R3 // R4 ) - Điện trở tương đương mạch là: R' = r + 0,25 + 15 R4 12 + R4 U - Cường độ dòng điện mạch lúc : I’ = + + 15R4 12 + R4 R3 R4 - Hiệu điện hai điểm A B : UAB = R + R I ' 12U R3 I ' U AB ⇒ I’4 = R = R + R = ( Thay số, I’ ) = 21 + 19 R 4 * Theo đề I’4 = I ; từ tính R4 = 1Ω b) 0,25 Trong K đóng, thay R4 vào ta tính I’4 = 1,8A I’ = 2,4A ⇒ UAC = RAC I’ = 1,8V 0,25 0,25 0,25 0,5 U AC ⇒ I’2 = R = 0,6 A Ta có: I’2 + IK = I’4 ⇒ IK = 1,2A 0,25 Bài : (2điểm) Ý/ phần a) Đáp án Điểm - Gọi I cường độ dòng điện mạch thì: U.I = P + ( Rb + r ).I2 Thay số ta phương trình bậc theo I : 2I2 - 15I + 18 = Giải PT ta giá trị I I1 = 1,5A I2 = 6A 0, 25 0, 25 P + Với I = I1 = 1,5A ⇒ Ud = I = 120V ; d + Làm tương tự với I = I2 = 6A ⇒ Hiệu suất sử dụng điện trường hợp : H = b) p 180 = = 20 % nên thấp ⇒ loại bỏ nghiệm I2 = U I 150.6 0, 25 0, 25 6A Ta nhận thấy U = 150V Ud = 120V nên để đèn sáng bình thường, ta 0, 25 khơng thể mắc nối tiếp từ bóng đèn trở lên mà phải mắc chúng song song Giả sử ta mắc // tối đa n đèn vào điểm A B ⇒ Cường độ dòng điện mạch I = n Id 0, 25 Ta có U.I = ( r + Rb ).I2 + n P ⇔ U n Id = ( r + Rb ).n2 I2d + n P ⇔ U.Id = ( r + Rb ).n.Id + P U I d − P U I − P 150.1,5 − 180 = 10 ⇒ n max −r ≥ ⇔ n ≤ d = ⇒ Rb = 2.(1,5) r.I d n.I d = 10 Rb = U + Hiệu suất sử dụng điện : H = d = 80 % U 0, 25 0, 25 Bài : (1điểm) Ý/ phần Đáp án Điểm - Giả sử mạch điện gồm n dãy song song, dãy có m điện trở giống R0 ( với m ; n ∈ N) Hình vẽ - Cường độ dịng điện mạch là: + I= U 0,8 = m m r + R0 + n n 0, 25 0, 25 Để cường độ dòng điện qua điện trở R0 0,1A ta phải có : 0,8 I= = 0,1.n m 1+ n 0, 25 ⇒ m + n = Ta có trường hợp sau m n Số điện trở R0 12 15 16 15 12 Theo bảng ta cần điện trở R0 có cách mắc chúng : a) dãy //, dãy điện trở b) dãy gồm điện trở mắc nối tiếp 7 0, 25 -HÕt - Ghi chú: Thí sinh làm theo phương án khác, phương pháp kết giám khảo cho điểm tương đương theo thang điểm hướng dẫn chấm UBND HUYỆN LƯƠNG TÀI PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN LẦN I Năm học : 2014- 2015 Môn thi : Vật lý - Lớp Thời gian làm : 150 phút ( không kể thời gian phát đề) Bài 1: (2 điểm) Lúc 7h người khởi hành từ A đến B với vận tốc 4km/h Lúc 9h người xe đạp khởi hành từ A B với vận tốc 12km/h a Hai người gặp lúc giờ? b Lúc gặp cách A km? Bài 2: (2 điểm) Muốn có 100 lít nước nhiệt độ 35 0C phải đổ lít nước sơi vào lít nước nhiệt độ 150C Lấy nhiệt dung riêng nước 4190J/kg.K ? Bài 3: (3 điểm) Cho mạch điện hình vẽ: Biết U = 24V, R1 = 12Ω, R2= 9Ω, R4 = 6Ω R3 biến trở Bỏ qua điện trở ampe kế dây dẫn a) Cho R3 = 6Ω Tìm cường độ dịng điện chạy qua R1 , R3 số ampe kế? b) Thay ampe kế vơn kế có điện trở vơ lớn Tìm R3 để số vơn kế 16V Nếu tăng R số vôn kế tăng hay giảm? R1 A R3 R2 R4 U Bài 4: (2 điểm) Mét biÕn trë cã gi¸ trị điện trở toàn phần R =120 R1 B Nèi tiÕp víi mét ®iƯn trë R1 A Nhê biến trở làm thay đổi cờng độ dòng ®iƯn C m¹ch tõ 0,9A ®Õn 4,5 A + a) Tính giá trị điện trở R1 M N b) Tính công suất toả nhiệt lớn biến trở Biết mạch điện đợc mắc vào mạch điện có hiệu điện U không đổi Bi 5: (1 điểm) Phải cần điện trở loại 5Ω để mắc thành mạch điện có điện trở 8Ω? Vẽ sơ đồ cách mắc? -HẾT (Đề thi gồm có trang) Thí sinh khơng sử dụng tài liệu.Cán coi thi khơng giải thích thêm Họ tên thí sinh……………………………………; Số báo danh: …………… UBND HUYỆN LƯƠNG TÀI PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯỚNG DẪN CHẤM Môn thi : Vật lý - Lớp Bài : (2điểm) Ý/ Đáp án Điểm phần a/ - Gọi t khoảng thời gian từ người đến khởi hành đến lúc hai người gặp C - Quãng đường người đi được: S1 = v1t = 4t (1) - Quãng đường người xe đạp được: S2 = v2(t-2) = 12(t - 2) (2) - Vì xuất phát A đến lúc gặp C nên: S1 = S2 - Từ (1) (2) ta có: 4t = 12(t - 2) ⇔ 4t = 12t - 24 ⇔ t = 3(h) b/ - Thay t vào (1) (2) ta có: (1) ⇔ S1 = 4.3 =12 (km) (2) ⇔ S2 = 12 (3 - 2) = 12 (km) Vậy sau người đi 3h hai người gặp cách A khoảng 12km cách B 12km 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,25 0,25 Bài : (2điểm) Ý/ phần Đáp án Điểm Gọi x khối lượng nước 150C y khối lượng nước sôi 0,25 Ta có: x + y = 100(kg) 0,25 (1) Nhiệt lượng y (kg) nước sôi toả là: 0,25 Q1= y.4190.(100 - 35) 0,25 Nhiệt lượng x (kg) nước nhiệt độ 150C thu vào để nóng lên là: Q2 = x.4190.(35 - 15) Vì nhiệt lượng thu vào nhiệt lượng toả nên: x.4190.(35 - 15) = y.4190.(100 - 35) 0,5 (2) Giải hệ phương trình (1) (2) ta được: x ≈ 76,5(kg); 0,25 y ≈ 23,5(kg) Vậy phải đổ 23,5 lít nước sơi vào 76,5 lít nước 150C 0,25 Bài : (3điểm) Ý/ Đáp án Điểm phần a) b) Vì điện trở ampe kế không đáng kể nên mạch gồm: R1 //(R2 nt(R3// R4)) Ta có: R34 = R3.R4 /R3 +R4 = 6.6/6+6 =3 Ω R234 = R34+R2 =3+9=12 Ω Điện trở tương đương mạch: Rtđ = R234.R1 /R234 +R1 =12.12/12+12=6 Ω U - Cường độ dòng điện chạy qua điện trở R1 I1= = 2A R1 U - Cường độ dòng điện chạy qua mạch I = = 4A R td Cường độ dòng điện chạy qua điện trở R2 là: I2 = I – I1 = 2A Hiệu điện hai đầu R3 là: U3 = U- U2= U- I2.R2=6V U3 - Cường độ dòng điện chạy qua điện trở R3 là: I3= = 1A R3 U3 - Cường độ dòng điện chạy qua điện trở R4 là: I4 = = 1A R4 0,25 0,25 0,25 0,5 0,5 - Số ampe kế là: IA = I – I4 = 3A Ta có U3+U4= 16V => U1 = 8V =>I1 = I3 = 2/3A Và I4 = I1 +I2 U − U2 U2 24 − U 2 U ⇔ = I1+ = + => U2 = 12V=> I2= A R4 R2 U3 Ta có U3 = 16- U4 =16- (I1 +I2)R4 = 4V => R3 = =6Ω I3 0,5 => 0,25 Khi tăng R3 điện trở tương đương mạch tăng =>Cường độ dòng điện chạy qua R4 giảm => Hiệu điện mắc vào hai đầu R4 giảm => Hiệu điện mắc vào hai đầu R2 tăng => I1 = I4 - I2 giảm=>Hiệu điện mắc vào hai đầu R1 giảm => Số vôn kế : Uv= U-U1 tăng 0, Bài : (2điểm) Ý/ phần a) ỏp ỏn im a) Cờng độ dòng điện lớn chạy C vị trí A, nhỏ chạy C vị trí B biÕn trë U Ta cã: 4,5A = R (1) U vµ 0,9A = R1 + 120 (2) 0, 25 Tõ (1) vµ (2) ta cã: R1 = 30 Ω U= 135V b) 0, 25 0, 25 02,5 Rx lµ phần điện trở từ A -> C biến trở Công suất toả nhiệt Rx là: Px =Rx I2 = Rx U2 ( R1 + R x ) 0, 25 U2 Px = R12 Rx + R x + 2.R1 0, 25 R12 + R x + 2.R1 Rx Để Px đạt giá trị cực đại ta phải có : đạt cực tiểu R Vì 2R1 không đổi nên cần + R x đạt cực tiểu Rx R12 Rx số Rx R12 R2 + R x ≥ R x = R1( bất đẳng thức Cô Si) Nên ta có Rx Rx R12 R2 + R x đạt cực tiÓu b»ng 2R1 hay + R x = 2R1 Rx Rx Do ®ã 0, 25 => R + Rx = 2R1 Rx 2 0, 25 ó (R1 -Rx)2 = ó R1 = Rx = 30 Ω PxMaX 135 = 151,875W 120 Bài : (1điểm) Ý/ phần Đáp án Điểm *) Để có điện trở 8Ω phải mắc nối tiếp với điện trở 5Ω điện trở X mà: 0, 25 X + = 8Ω ⇒ X = 3Ω - Để có điện trở X = 3Ω phải mắc song song với điện trở 5Ω điện trở Y cho : 1 + = ⇒ Y = 7,5Ω Y - Để có điện trở Y = 7, Ω phải mắc nối tiếp với điện trở 5Ω điện trở Z mà: Z + = 7,5 Ω ⇒ Z = 2,5Ω - Để có điện trở Z = 2,5Ω phải mắc song song với điện trở 5Ω điện trở T cho: 0, 25 1 + = ⇒ T = 5Ω T 2,5 *) Sơ đồ cách mắc: 5Ω x 0, 25 5Ω 5Ω Y 5Ω 5Ω 5Ω Z 0, 25 5Ω 5Ω 5Ω 5Ω T -HÕt - Ghi chú: Thí sinh làm theo phương án khác, phương pháp kết giám khảo cho điểm tương đương theo thang điểm hướng dẫn chấm UBND HUYỆN LƯƠNG TÀI ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN ĐỢT PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO Năm học 2014-2015 Môn thi: Vật lý- lớp Thời gian làm 120 phút (không kể thời gian phát đề) Câu 1: (2 điểm) Hai người An Bình xuất phát từ nơi chuyển động thẳng An với vận tốc km/h khởi hành trước Bình Bình xe đạp đuổi theo An vớivận tốc 15 km/h Sau kể từ lúc An khởi hành: Bình đuổi kịp An? Hai người cách km? Có nhận xét kết này? Câu (2 điểm) Dùng ca múc nước thùng chứa nước A có nhiệt độ t = 800C thùng chứa nước B có nhiệt độ t2 = 200 C đổ vào thùng chứa nước C Biết trước đổ, thùng chứa nước C có sẵn lượng nước nhiệt độ t = 400C tổng số ca nước vừa đổ thêm vào Tính số ca nước phải múc thùng A B để có nhiệt độ nước thùng C t4 = 500C Bỏ qua trao đổi nhiệt với mơi trường, với bình chứa ca múc Câu (3 điểm) Một ấm đun nước điện 220V – 1000W mắc vào nguồn điện có hiệu điện U 220V a Tính điện trở dây đốt nóng cường độ định mức ấm b Dây đốt nóng làm từ sợi dây nikênin có S 0,1 mm2 Tính độ dài dây c Tính thời gian cần thiết để đun lít nước từ nhiệt độ ban đầu 20 0C đến lúc sơi Biết hiệu suất q trình đun nước 80% d Tính điện hao phí thời gian đun nước theo đơn vị kWh e Tính tiền điện phải trả tháng (30 ngày) Nếu ngày đun lít nước Trong lấy điện trở suất nikênin 40.10-8 Ω m, nhiệt dung riêng nước 4200 J/kg.K, giá tiền điện 700đ/kWh Câu (2 điểm) Cho mạch điện hình vẽ Đèn Đ1 ghi M 100V–Pđm1, Đèn Đ2 ghi 125V–Pđm2 (Số ghi công suất hai bị mờ) UMN = 150V (khơng đổi) K1 Khi khóa K1, K2 đóng, K3 mở Ampe kế 0, Đ2 Khi khóa K2, K3 đóng, K1 mở ampe kế 0,54A Tính K2 cơng suất định mức đèn? Bỏ qua phụ thuộc trở đèn vào nhiệt độ Điện trở ampe kế dây nối không đáng kể Câu (1điểm) Cho mạch điện hình H1: Biết vơn kế V1 6V, vôn kế V2 2V, vôn kế giống Xác định UAD R A P R Q N đèn K3 Đ1 R + V2 V1 C ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM MÔN VẬT LÝ 9: Câu (2.0 điểm) (0,75 điểm) Viết phương trình đường người: An: S1 = 5t; Bình: S2 = 15(t – 1) = 15t – 15 Khi gặp : S1 = S2 ⇒ 5t = 15t - 15 ⇒ t =1,5(h) (1,25 điểm) 10 (0,25 đ) (0,5đ) A 3A điện D - Tính U = 228 V 13 0.5đ Câu a ( 2,0 đ) - Tính Rđ = 6Ω, Uđ = 6V, Iđ = 1A - Ta có: U −Uđ 6Rx RAC =  =3 Iđ + Rx  0.25đ 0.25đ 6Rx =3 + Rx 0.25đ - Tính được: Rx = Ω b 36 + 12 R x - Tính được: Rtđ = + Rx 3(6 + R x ) - Tính được: I = 12 + R x Ro I =  Ix = Ro + R x + Rx - Tính được: Px = 0.25đ 0.25đ 0.25đ 92 I R x = x ( 0.25đ + Rx ) Rx Ta có Px max ( + R x ) đạt Rx Điều xảy = Rx Rx Khi IA = I =  Rx = Ω 3(6 + R x ) = 1,125 A 12 + R x 0.25đ Câu 5: a (2,0 đ) - Tính Rtđ = 525 Ω - Tính U = 105 V 0,25đ 0.25đ b A R1 R2 V - Khi Vôn kế song song R1, ta có: R1v U v1 = Rtđ U 0,25đ R1 Rv R1 + Rv U = v1  R1 Rv U + R2 R1 + Rv  0.25đ 300 Rv 48 = 525 Rv + 67500 105  Rv = 0.25đ 3600 Ω 0.25đ 85 A R1 V - Khi Vơn kế song song R2 ta có: R2 v U v = Rtđ U  R2 0.25đ 225Rv U = v2 525 Rv + 67500 105 - Thay Rv vào tính ta Uv2 = 36 V 0.25đ Lưu ý: - Học sinh làm theo cách khác, cho điểm tương ứng - Nếu thiếu sai đơn vị lỗi trừ 0,25 đ, tổng điểm trừ lỗi đơn vị không điểm - Hết -UBND HUYỆN LƯƠNG TÀI ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN LẦN I PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO Năm học : 2014- 2015 Môn thi : Vật lý - Lớp Thời gian làm : 150 phút ( không kể thời gian phát đề) Bài 1: (2 điểm) Lúc 7h người khởi hành từ A đến B với vận tốc 4km/h Lúc 9h người xe đạp khởi hành từ A B với vận tốc 12km/h a Hai người gặp lúc giờ? b Lúc gặp cách A km? Bài 2: (2 điểm) Muốn có 100 lít nước nhiệt độ 35 0C phải đổ lít nước sơi vào lít nước nhiệt độ 150C Lấy nhiệt dung riêng nước 4190J/kg.K ? Bài 3: (3 điểm) Cho mạch điện hình vẽ: Biết U = 24V, R1 = 12Ω, R2= 9Ω, R4 = 6Ω R3 biến trở Bỏ qua điện trở ampe kế dây dẫn a) Cho R3 = 6Ω Tìm cường độ dịng điện chạy qua R1 , R3 số ampe kế? b) Thay ampe kế vơn kế có điện trở vơ lớn Tìm R3 để số vơn kế 16V Nếu tăng R số vôn kế tăng hay giảm? Bài 4: (2 im) Một biến trở có giá trị điện trở toàn phần R =120 Nối tiếp với điện trở R1 Nhờ biến trở làm thay đổi cờng độ dòng điện mạch từ 0,9A đến 4,5 A 86 R1 A R3 R2 R4 U R1 M B A + C N a) Tính giá trị điện trở R1 b) Tính công suất toả nhiệt lớn biến trở Biết mạch điện đợc mắc vào mạch điện có hiệu điện U không đổi Bài 5: (1 điểm) Phải cần điện trở loại 5Ω để mắc thành mạch điện có điện trở 8Ω? Vẽ sơ đồ cách mắc? -HẾT (Đề thi gồm có trang) Thí sinh khơng sử dụng tài liệu.Cán coi thi khơng giải thích thêm Họ tên thí sinh……………………………………; Số báo danh: …………… UBND HUYỆN LƯƠNG TÀI PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯỚNG DẪN CHẤM Môn thi : Vật lý - Lớp Bài : (2điểm) Ý/ Đáp án Điểm phần a/ - Gọi t khoảng thời gian từ người đến khởi hành đến lúc hai 0,25 người gặp C 0,25 - Quãng đường người đi được: S1 = v1t = 4t (1) - Quãng đường người xe đạp được: S2 = v2(t-2) = 12(t - 2) (2) 0,25 - Vì xuất phát A đến lúc gặp C nên: S1 = S2 0,25 - Từ (1) (2) ta có: 4t = 12(t - 2) ⇔ 4t = 12t - 24 ⇔ t = 3(h) 0,5 b/ - Thay t vào (1) (2) ta có: (1) ⇔ S1 = 4.3 =12 (km) 0,25 (2) ⇔ S2 = 12 (3 - 2) = 12 (km) Vậy sau người đi 3h hai người gặp cách A 0,25 khoảng 12km cách B 12km Bài : (2điểm) Ý/ phần Đáp án Gọi x khối lượng nước 150C y khối lượng nước sôi Điểm 0,25 Ta có: x + y = 100(kg) 0,25 (1) Nhiệt lượng y (kg) nước sôi toả là: 87 0,25 Q1= y.4190.(100 - 35) Nhiệt lượng x (kg) nước nhiệt độ 150C thu vào để nóng lên là: 0,25 Q2 = x.4190.(35 - 15) Vì nhiệt lượng thu vào nhiệt lượng toả nên: x.4190.(35 - 15) = y.4190.(100 - 35) 0,5 (2) Giải hệ phương trình (1) (2) ta được: x ≈ 76,5(kg); y ≈ 23,5(kg) 0,25 Vậy phải đổ 23,5 lít nước sơi vào 76,5 lít nước 150C 0,25 Bài : (3điểm) Ý/ phần a) b) Đáp án Điểm Vì điện trở ampe kế không đáng kể nên mạch gồm: R1 //(R2 nt(R3// R4)) Ta có: R34 = R3.R4 /R3 +R4 = 6.6/6+6 =3 Ω R234 = R34+R2 =3+9=12 Ω Điện trở tương đương mạch: Rtđ = R234.R1 /R234 +R1 =12.12/12+12=6 Ω U - Cường độ dòng điện chạy qua điện trở R1 I1= = 2A R1 U - Cường độ dòng điện chạy qua mạch I = = 4A R td Cường độ dòng điện chạy qua điện trở R2 là: I2 = I – I1 = 2A Hiệu điện hai đầu R3 là: U3 = U- U2= U- I2.R2=6V U3 - Cường độ dòng điện chạy qua điện trở R3 là: I3= = 1A R3 U3 - Cường độ dòng điện chạy qua điện trở R4 là: I4 = = 1A R4 0,25 0,25 0,25 0,5 0,5 - Số ampe kế là: IA = I – I4 = 3A Ta có U3+U4= 16V => U1 = 8V =>I1 = I3 = 2/3A Và I4 = I1 +I2 U − U2 U2 24 − U 2 U ⇔ = I1+ = + => U2 = 12V=> I2= A R4 R2 U3 Ta có U3 = 16- U4 =16- (I1 +I2)R4 = 4V => R3 = =6Ω I3 => Khi tăng R3 điện trở tương đương mạch tăng =>Cường độ dòng điện chạy qua R4 giảm => Hiệu điện mắc vào hai đầu R giảm => Hiệu điện mắc vào hai đầu R tăng => I1 = I4 - I2 giảm=>Hiệu điện mắc vào hai đầu R1 giảm => Số vôn kế : Uv= U-U1 tăng Bài : (2điểm) 88 0,5 0,25 0, Ý/ phần a) Đáp án Điểm a) Cưêng độ dòng điện lớn chạy C vị trí A, nhỏ chạy C ë vÞ trÝ B cđa biÕn trë U Ta cã: 4,5A = R (1) U vµ 0,9A = R1 + 120 (2) 0, 25 Tõ (1) vµ (2) ta cã: R1 = 30 Ω U= 135V b) 0, 25 0, 25 02,5 Rx phần điện trở từ A -> C biến trở U2 Công suất toả nhiệt Rx là: Px =Rx I = Rx ( R1 + R x ) 2 0, 25 U2 Px = R12 Rx + R x + 2.R1 R12 + R x + 2.R1 Để Px đạt giá trị cực đại ta phải có : R x đạt cực tiểu R Vì 2R1 không đổi nên cần + R x đạt cực tiểu Rx 0, 25 R12 Rx số Rx Nên ta có R12 R2 + R x ≥ R x = R1( bất đẳng thức Cô Si) Rx Rx R12 R2 + R x đạt cực tiểu 2R1 hay + R x = 2R1 Do ®ã Rx Rx => R12 + Rx2 = 2R1 Rx 0, 25 ó (R1 -Rx)2 = ó R1 = Rx = 30 Ω PxMaX 135 = 151,875W 120 0, 25 Bài : (1điểm) Ý/ phần Đáp án Điểm *) Để có điện trở 8Ω phải mắc nối tiếp với điện trở 5Ω điện trở X mà: 0, 25 X + = 8Ω ⇒ X = 3Ω - Để có điện trở X = 3Ω phải mắc song song với điện trở 5Ω điện trở Y cho : 1 + = ⇒ Y = 7,5Ω Y - Để có điện trở Y = 7, Ω phải mắc nối tiếp với điện trở 5Ω điện 89 0, 25 trở Z mà: Z + = 7,5 Ω ⇒ Z = 2,5Ω - Để có điện trở Z = 2,5Ω phải mắc song song với điện trở 5Ω điện trở T cho: 1 + = ⇒ T = 5Ω T 2,5 *) Sơ đồ cách mắc: 5Ω x 5Ω 5Ω 0, 25 Y 5Ω 5Ω 5Ω Z 0, 25 5Ω 5Ω 5Ω 5Ω T -HÕt - Ghi chú: Thí sinh làm theo phương án khác, phương pháp kết giám khảo cho điểm tương đương theo thang điểm hướng dẫn chấm UBND HUYỆN LƯƠNG TÀI PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN LẦN I Năm học : 2014- 2015 Môn thi : Vật lý - Lớp Thời gian làm : 150 phút ( không kể thời gian phát đề) Bài 1: (2 điểm) 90 Một người xe đạp với vận tốc V1 = 8km/h người với vận tốc V2 = 4km/h khởi hành lúc nơi chuyển động ngược chiều Sau 30phút, người xe đạp dừng lại, nghỉ 30 phút quay trở lại đuổi theo người với vận tốc cũ Hỏi kể từ lúc khởi hành sau người xe đạp đuổi kịp người bộ? Bài 2: (2 điểm) Một bình nhơm khối lượng m 0=260g, nhiệt độ ban đầu t0=200C, bọc kín lớp xốp cách nhiệt Cần nước nhiệt độ t 1=500C nước nhiệt độ t 2=00C để cân nhiệt có 1,5 kg nước t 3=100C Cho nhiệt dung riêng nhôm c0=880J/kg.K, nước c1=4200J/kg.K Bài 3: (3 điểm) r U Cho mạch điện hình vẽ: Biết U = 6V , r = 1Ω = R1 ; R2 = R3 = 3Ω R1 R3 biết số A K đóng 9/5 số A K mở Tính : R2 R4 A a/ Điện trở R4 ? b/ Khi K đóng, tính IK ? Bài 4: (2 điểm) Một hộp kín chứa nguồn điện có hiệu điện không A đổi U = 150V điện trở r = 2Ω Người ta mắc vào hai B U điểm lấy điện A B hộp bóng đèn Đ có cơng suất r định mức P = 180W nối tiếp với biến trở có điện trở Rb Đ Rb (hình vẽ) a) Để đèn Đ sáng bình thường phải điều chỉnh Rb = 18Ω Tính hiệu điện định mức đèn Đ ? b) Với hộp điện kín trên, thắp sáng tối đa bóng đèn đèn Đ ? Hiệu suất sử dụng điện bao nhiêu? Bài 5: (1 điểm) Cho điện trở có giá trị R0, mắc với theo cách khác nối vào nguồn điện không đổi U =0,8V xác định mắc nối tiếp với điện trở r Hỏi cần điện trở R0 mắc chúng vào nguồn điện không đổi , có điện trở r nói để cường độ dòng điện qua điện trở R0 0,1A ? -HẾT (Đề thi gồm có trang) Thí sinh không sử dụng tài liệu.Cán coi thi khơng giải thích thêm Họ tên thí sinh……………………………………; Số báo danh: …………… UBND HUYỆN LƯƠNG TÀI PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯỚNG DẪN CHẤM Môn thi : Vật lý - Lớp Bài : (2điểm) Ý/ Đáp án 91 Điểm phần 0,5 Quãng đường người xe đạp thời gian t1 = 30’ là: s1 = v1.t1 = km Quãng đường người đi 1h (do người xe đạp có nghỉ 0,5 30’) s2 = v2.t2 = km Khoảng cách hai người sau khởi hành 1h là: S = S1 + S2 = km Kể từ lúc xem hai chuyển động chiều đuổi S 0,5 0, Thời gian kể từ lúc quay lại gặp là: t = v − v = 2h Vậy sau 3h kể từ lúc khởi hành, người xe đạp kịp người Bài : (2điểm) Ý/ phần Đáp án Điểm - Đổi m0 = 260g=0,26kg Gọi khối lượng nước nhiệt độ 500C cần lấy m1,vậy khối lượng nước 00C cần lấy 1,5 - m1 : - Nhiệt lượng tỏa ấm nhơm từ 200C xuống 100C : Q0= c0m0 (20-10) = 10 c0m0(J) - Nhiệt lượng tỏa m1 (kg) nước từ nhiệt độ 500C xuống 100C Q1= m1c1(50-10) = 40m1c1(J) - Nhiệt lượng thu vào 1,5- m1 (kg) nước nhiệt độ 00C lên 100C Q2= c1 ( 1,5- m1).10 =15c1 -10 m1c1 (J) - Ta có phương trình cân nhiệt : Q0 + Q1= Q2 thay vào ta có : 10c0m0 + 40m1c1=15c1 -10 m1c1 - Thay số vào ta có : 10.880.0,26 + 40.4200.m1 =15.4200-10.4200m1 - Giải phương trình ta m1 = 0,289kg Vậy khối lượng nước cần lấy 00C m2 =1,211kg 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 Bài : (3điểm) Ý/ phần a) Đáp án Điểm * Khi K mở: Cách mắc mạch điện : ( R1 nt R3 ) // ( R2 nt R4 ) - Điện trở tương đương mạch là: R=r+ 4(3 + R4 ) + R4 0,25 U - Cường độ dịng điện mạch : I = + 4(3 + R4 ) + R4 ( R1 + R3 )( R2 + R4 ) Hiệu điện hai điểm A B UAB = R + R + R + R I 92 0,25 0,25 U AB ( R1 + R3 ).I 0,25 4U ⇒ I4 = R + R = R + R + R + R = ( Thay số, I ) = 19 + 5R 4 * Khi K đóng: Cách mắc mạch điện: (R1 // R2 ) nt ( R3 // R4 ) - Điện trở tương đương mạch là: R' = r + 0,25 + 15 R4 12 + R4 U - Cường độ dòng điện mạch lúc : I’ = + + 15R4 12 + R4 R3 R4 - Hiệu điện hai điểm A B : UAB = R + R I ' 12U R3 I ' U AB ⇒ I’4 = R = R + R = ( Thay số, I’ ) = 21 + 19 R 4 * Theo đề I’4 = I ; từ tính R4 = 1Ω b) 0,25 0,25 0,25 0,5 Trong K đóng, thay R4 vào ta tính I’4 = 1,8A I’ = 2,4A ⇒ UAC = RAC I’ = 1,8V 0,25 U AC ⇒ I’2 = R = 0,6 A Ta có: I’2 + IK = I’4 ⇒ IK = 1,2A 0,25 Bài : (2điểm) Ý/ phần a) Đáp án Điểm - Gọi I cường độ dịng điện mạch thì: U.I = P + ( Rb + r ).I2 Thay số ta phương trình bậc theo I : 2I2 - 15I + 18 = Giải PT ta giá trị I I1 = 1,5A I2 = 6A 0, 25 0, 25 P + Với I = I1 = 1,5A ⇒ Ud = I = 120V ; d + Làm tương tự với I = I2 = 6A ⇒ Hiệu suất sử dụng điện trường hợp : H = b) p 180 = = 20 % nên thấp ⇒ loại bỏ nghiệm I2 = U I 150.6 0, 25 0, 25 6A Ta nhận thấy U = 150V Ud = 120V nên để đèn sáng bình thường, ta 0, 25 khơng thể mắc nối tiếp từ bóng đèn trở lên mà phải mắc chúng song song Giả sử ta mắc // tối đa n đèn vào điểm A B ⇒ Cường độ dòng điện mạch I = n Id 0, 25 Ta có U.I = ( r + Rb ).I2 + n P ⇔ U n Id = ( r + Rb ).n2 I2d + n P ⇔ U.Id = ( r + Rb ).n.Id + P U I d − P U I − P 150.1,5 − 180 = 10 ⇒ n max −r ≥ ⇔ n ≤ d = ⇒ Rb = 0, 25 2.(1,5) r.I d n.I d = 10 Rb = + Hiệu suất sử dụng điện : H = 93 Ud = 80 % U 0, 25 Bài : (1điểm) Ý/ phần Đáp án Điểm - Giả sử mạch điện gồm n dãy song song, dãy có m điện trở giống R0 ( với m ; n ∈ N) Hình vẽ - Cường độ dịng điện mạch là: + I= U 0,8 = m m r + R0 + n n 0, 25 0, 25 Để cường độ dòng điện qua điện trở R0 0,1A ta phải có : 0,8 I= = 0,1.n m 1+ n 0, 25 ⇒ m + n = Ta có trường hợp sau m n Số điện trở R0 12 15 16 15 12 Theo bảng ta cần điện trở R0 có cách mắc chúng : a) dãy //, dãy điện trở b) dãy gồm điện trở mắc nối tiếp 7 0, 25 -HÕt - Ghi chú: Thí sinh làm theo phương án khác, phương pháp kết giám khảo cho điểm tương đương theo thang điểm hướng dẫn chấm UBND HUYỆN LƯƠNG TÀI PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN LẦN I Năm học : 2014- 2015 Môn thi : Vật lý - Lớp Thời gian làm : 150 phút ( không kể thời gian phát đề) 94 Bài 1: (2 điểm) Một người xe đạp với vận tốc V1 = 8km/h người với vận tốc V2 = 4km/h khởi hành lúc nơi chuyển động ngược chiều Sau 30phút, người xe đạp dừng lại, nghỉ 30 phút quay trở lại đuổi theo người với vận tốc cũ Hỏi kể từ lúc khởi hành sau người xe đạp đuổi kịp người bộ? Bài 2: (2 điểm) Một bình nhơm khối lượng m 0=260g, nhiệt độ ban đầu t0=200C, bọc kín lớp xốp cách nhiệt Cần nước nhiệt độ t 1=500C nước nhiệt độ t 2=00C để cân nhiệt có 1,5 kg nước t 3=100C Cho nhiệt dung riêng nhôm c0=880J/kg.K, nước c1=4200J/kg.K Bài 3: (3 điểm) r U Cho mạch điện hình vẽ: Biết U = 6V , r = 1Ω = R1 ; R2 = R3 = 3Ω R1 R3 biết số A K đóng 9/5 số A K mở Tính : R2 R4 A a/ Điện trở R4 ? b/ Khi K đóng, tính IK ? Bài 4: (2 điểm) Một hộp kín chứa nguồn điện có hiệu điện không A đổi U = 150V điện trở r = 2Ω Người ta mắc vào hai B U điểm lấy điện A B hộp bóng đèn Đ có cơng suất r định mức P = 180W nối tiếp với biến trở có điện trở Rb Đ Rb (hình vẽ) a) Để đèn Đ sáng bình thường phải điều chỉnh Rb = 18Ω Tính hiệu điện định mức đèn Đ ? b) Với hộp điện kín trên, thắp sáng tối đa bóng đèn đèn Đ ? Hiệu suất sử dụng điện bao nhiêu? Bài 5: (1 điểm) Cho điện trở có giá trị R0, mắc với theo cách khác nối vào nguồn điện không đổi U =0,8V xác định mắc nối tiếp với điện trở r Hỏi cần điện trở R0 mắc chúng vào nguồn điện không đổi , có điện trở r nói để cường độ dịng điện qua điện trở R0 0,1A ? -HẾT (Đề thi gồm có trang) Thí sinh không sử dụng tài liệu.Cán coi thi không giải thích thêm Họ tên thí sinh……………………………………; Số báo danh: …………… UBND HUYỆN LƯƠNG TÀI PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯỚNG DẪN CHẤM Môn thi : Vật lý - Lớp Bài : (2điểm) 95 Ý/ phần Đáp án Điểm 0,5 Quãng đường người xe đạp thời gian t1 = 30’ là: s1 = v1.t1 = km Quãng đường người đi 1h (do người xe đạp có nghỉ 0,5 30’) s2 = v2.t2 = km Khoảng cách hai người sau khởi hành 1h là: S = S1 + S2 = km Kể từ lúc xem hai chuyển động chiều đuổi S 0,5 0, Thời gian kể từ lúc quay lại gặp là: t = v − v = 2h Vậy sau 3h kể từ lúc khởi hành, người xe đạp kịp người Bài : (2điểm) Ý/ phần Đáp án Điểm - Đổi m0 = 260g=0,26kg Gọi khối lượng nước nhiệt độ 500C cần lấy m1,vậy khối lượng nước 00C cần lấy 1,5 - m1 : - Nhiệt lượng tỏa ấm nhôm từ 200C xuống 100C : Q0= c0m0 (20-10) = 10 c0m0(J) - Nhiệt lượng tỏa m1 (kg) nước từ nhiệt độ 500C xuống 100C Q1= m1c1(50-10) = 40m1c1(J) - Nhiệt lượng thu vào 1,5- m1 (kg) nước nhiệt độ 00C lên 100C Q2= c1 ( 1,5- m1).10 =15c1 -10 m1c1 (J) - Ta có phương trình cân nhiệt : Q0 + Q1= Q2 thay vào ta có : 10c0m0 + 40m1c1=15c1 -10 m1c1 - Thay số vào ta có : 10.880.0,26 + 40.4200.m1 =15.4200-10.4200m1 - Giải phương trình ta m1 = 0,289kg Vậy khối lượng nước cần lấy 00C m2 =1,211kg 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 Bài : (3điểm) Ý/ phần a) Đáp án Điểm * Khi K mở: Cách mắc mạch điện : ( R1 nt R3 ) // ( R2 nt R4 ) - Điện trở tương đương mạch là: R=r+ 4(3 + R4 ) + R4 0,25 U - Cường độ dịng điện mạch : I = + 4(3 + R4 ) + R4 96 0,25 0,25 ( R + R )( R + R ) Hiệu điện hai điểm A B UAB = R + R + R + R I 0,25 4U ( R1 + R3 ).I U AB ⇒ I4 = R + R = R + R + R + R = ( Thay số, I ) = 19 + 5R 4 * Khi K đóng: Cách mắc mạch điện: (R1 // R2 ) nt ( R3 // R4 ) - Điện trở tương đương mạch là: 0,25 + 15 R4 R' = r + 12 + R4 U - Cường độ dịng điện mạch lúc : I’ = + + 15R4 12 + R4 R3 R4 - Hiệu điện hai điểm A B : UAB = R + R I ' 12U R3 I ' U AB ⇒ I’4 = R = R + R = ( Thay số, I’ ) = 21 + 19 R 4 * Theo đề I’4 = I ; từ tính R4 = 1Ω b) 0,25 Trong K đóng, thay R4 vào ta tính I’4 = 1,8A I’ = 2,4A ⇒ UAC = RAC I’ = 1,8V 0,25 0,25 0,25 0,5 U AC ⇒ I’2 = R = 0,6 A Ta có: I’2 + IK = I’4 ⇒ IK = 1,2A 0,25 Bài : (2điểm) Ý/ phần a) Đáp án Điểm - Gọi I cường độ dịng điện mạch thì: U.I = P + ( Rb + r ).I2 Thay số ta phương trình bậc theo I : 2I2 - 15I + 18 = Giải PT ta giá trị I I1 = 1,5A I2 = 6A 0, 25 0, 25 P + Với I = I1 = 1,5A ⇒ Ud = I = 120V ; d + Làm tương tự với I = I2 = 6A ⇒ Hiệu suất sử dụng điện trường hợp : H = b) p 180 = = 20 % nên thấp ⇒ loại bỏ nghiệm I2 = U I 150.6 0, 25 0, 25 6A Ta nhận thấy U = 150V Ud = 120V nên để đèn sáng bình thường, ta 0, 25 khơng thể mắc nối tiếp từ bóng đèn trở lên mà phải mắc chúng song song Giả sử ta mắc // tối đa n đèn vào điểm A B ⇒ Cường độ dịng điện mạch I = n Id 0, 25 Ta có U.I = ( r + Rb ).I2 + n P ⇔ U n Id = ( r + Rb ).n2 I2d + n P ⇔ U.Id = ( r + Rb ).n.Id + P U I d − P U I − P 150.1,5 − 180 = 10 ⇒ n max −r ≥ ⇔ n ≤ d = ⇒ Rb = 0, 25 2.(1,5) r.I d n.I d = 10 Rb = 97 + Hiệu suất sử dụng điện : H = 0, 25 Ud = 80 % U Bài : (1điểm) Ý/ phần Đáp án Điểm - Giả sử mạch điện gồm n dãy song song, dãy có m điện trở giống R0 ( với m ; n ∈ N) Hình vẽ - Cường độ dịng điện mạch là: + I= U 0,8 = m m r + R0 + n n 0, 25 0, 25 Để cường độ dòng điện qua điện trở R0 0,1A ta phải có : 0,8 I= = 0,1.n m 1+ n 0, 25 ⇒ m + n = Ta có trường hợp sau m n Số điện trở R0 12 15 16 15 12 Theo bảng ta cần điện trở R0 có cách mắc chúng : a) dãy //, dãy điện trở b) dãy gồm điện trở mắc nối tiếp 7 0, 25 -HÕt - Ghi chú: Thí sinh làm theo phương án khác, phương pháp kết giám khảo cho điểm tương đương theo thang điểm hướng dẫn chấm 98 99 ... HẾT -(Đề thi gồm có 01 trang) Thí sinh khơng sử dụng tài liệu Cán coi thi khơng giải thích thêm Họ tên thí sinh: ; Số báo danh UBND HUYỆN LƯƠNG TÀI HƯỚNG DẪN CHẤM 49 PHÒNG GIÁO... 0,25 Q1= y.4 190 .(100 - 35) 0,25 Nhiệt lượng x (kg) nước nhiệt độ 150C thu vào để nóng lên là: Q2 = x.4 190 .(35 - 15) Vì nhiệt lượng thu vào nhiệt lượng toả nên: x.4 190 .(35 - 15) = y.4 190 .(100 - 35)... R4 U3 U4 Hãy chứng minh U4 = 1.5 U3 HẾT ( Đề thi gồm có trang ) Thí sinh khơng sử dụng tài liệu, cán coi thi khơng giải thích thêm Họ tên thí sinh …………………… Số báo danh ……………………… UBND HUYỆN