PHÒNG GD&ĐT THANH OAI TRƯỜNG THCS ĐỖ ĐỘNG Họ và tên : Phạm Thị Tuyết Lan ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 NĂM HỌC 2013 – 2014 M«n thi: VẬT LÝ Thêi gian: 150 phót (kh«ng kÓ thêi gian giao ®Ò) Bài 1: (7 điểm ) 1. Một biến trở con chạy có điện trở lớn nhất là 20 Ω. Dây điện trở cảu nó là dây hợp kim nicrôm có tiết diện 0,5mm 2 , điện trở xuất bằng 10 -6 Ωm được quấn đều xung quanh một lõi sứ hình trụ đường kính 1,6 cm. Tính số vòng dây của biến trở này ? 2. Biến trở trên được mắc vào mạch điện M C N (hình 1) sao cho con chạy C có chính giữa của biến trở. Biết U o = 30V không đổi, R 0 = 50 Ω; điện trở Ampe kế và dây nối nhỏ không đáng kể, điện trở vôn kế vô cùng lớn. a. Tính số chỉ của Ampe kế và Vôn kế ? b. Dịch chuyển con chạy C dần về phía N. Hỏi số chỉ các dụng cụ thay đổi như thế nào ? U 0 (Hình 1) Bài 2: (6điểm): Một bình đung nước vỏ bằng nhôm, khối lượng vỏ m 1 = 400g đang chứa m 2 = 800g nước ở nhiệt độ 20 0 C. a – Rót thêm vào bình một lượng nước m 3 ở nhiệt độ 5 o C. Khi cân bằng nhiệt, nhiệt độ nước trong bình là 10 o C, bỏ qua nhiệt lượng tỏa ra môi trường. Tìm m 3 ? b – Bình nước đã cân bằng nhiệt ở câu a, đem đun sôi bằng bếp dầu hỏa hiệu suất 30%. Hỏi với lượng dầu 70g có đủ để đun hay không ? Thừa hay thiếu bao nhiêu gam ? Cho biết nhiệt dung riêng của nhôm C 1 = 880 J/KgK; của nước C 2 = 4200 J/KgK; Năng suất tỏa nhiệt của dầu q = 45.10 6 J/Kg. Bài 3 ( 7 điểm ) Cho mạch điện như hình 3. R 4 M Đ 2 A + - B K Đ 1 R 3 N Hình 3 V A A Đèn Đ 1 ghi 6V - 3W; đèn Đ 2 ghi 6V - 6W; R 3 = 6 Ω điện trở của Ampe kế và dây nối không đáng kể. Ban đầu khóa K đang mở. Đặt vào A,B một hiệu điện thế không đổi U AB thì thấy cả hai đền đều sáng bình thường. 1. Tính U AB và R 4 ? 2. Khóa K đóng: a. Tính số chỉ của Ampe kế, chỉ rõ chiều dòng điện qua nó ? Nhận xét về độ sáng của các đèn ? b. Thay Ampe kế bằng Vôn kế (một chiều có điện trở vô cùng lớn). Tìm số chỉ của vôn kế và cách mắc Vôn kế ? ĐÁP ÁN - BIỂU ĐIỂM VẬT LÝ 9 Bài 1 ( 7 điểm) 1. ( 3điểm) + Chiều dài của dây điện trở làm biến trở: 10 10 10.05.20. 6 6 === − − ρ SR l ( m) ( 1đ) + Chiều dài của một vòng: 05,0016,0.14,3. ≈== dC π (m) ( 1đ) + Số vòng quấn trên lõi sứ: 200 05,0 10 === C l n ( vòng) ( 1đ) 2. ( 4 điểm) a) ( 3 đ) + Phần điện trở của biến trở tham gia vào mạch điện là. Ω== 10 2 MN MC R R . Amphe kế đo I m ; Vôn kế U Ro. ( 0,75đ) + Vì R a ≈ 0 ; R v = ∞ nên : R tđ = R MC + R 0 = 60 (Ω) ( 0,75đ) + )(5,0 60 30 0 A Rt U I m === . Ampekế chỉ 0,5 A. ( 0,75 đ) + U V = U R0 = I m . R 0 = 0,5 . 50 = 25 (V) ( 0,75 đ) Vôn kế chỉ 25 V b) ( 1 điểm) Khi con chạy C dịch phí N thì R MC tăng. R MC tăng mà R 0 const R tđ tăng. R tđ tăng mà U 0 const I m giảm hay số chỉ Ampekế giảm dần. I m giảm mà R 0 const U v giảm hay số chỉ vôn kế giảm dần. Bài 2 ( 6điểm) a. ( 3điểm) + Nhiệt lượng tỏa ra của bình nhôm và nước 20 0 C. ( 0,75đ) Q tỏa = ( C 1 m 1 + C 2 m 2 ) ( 20 – 10 ) = ( 880 . 0,4 + 4200 . 0,8) . 10 = 37120 (J) + Nhiệt lượng thu vào của nước 5 o C. ( 0,75đ) Q thu = C 2 . m 3 (10 – 5). = 4200 . m 3 . 5 = 21 000 m 3 (J) + Vì bỏ qua nhiệt lượng hao phí tỏa ra môi trường nên. ( 0,75đ) Q tỏa = Q thu. Hay : 21 000 m 3 = 37120 ; 77,1 21000 37120 3 ≈=m ( kg) + Vậy khối lượng nước 5 o C rót thêm vào bình là 1,77 ( Kg) và trong bình bây giờ có ( 1,77 + 0,8 ) = 2,57 Kg nước ở 10 0 C. ( 0,75đ) b. ( 3 điểm) + Nhiệt lượng có ích cần thiết để bình nước tăng từ 10 0 C tời 100 0 C. ( 0,75đ) Q i = [C 1 m 1 + C2(m2 + m 3 )] (100 – 10) =[ 880 . 0,4 + 4200 . 2,57] . 90 = 1 003 140 (J) + Nhiệt lượng toàn phần do dầu cháy tỏa ra. ( 0,75đ) 3343800 30,0 1003140 ===⇒= H Q Q Q Q H i tp tp i ( J) + Khối lượng dầu cần thiết để đun là ( 0,75đ) 0743,0 10.45 3343800 6 ≈== d tp d q Q m ( Kg) 3,74≈ (g) + So dánh số lượng dầu 70 g đầu bài cho, thì sẽ thiếu . ( 0,75đ) 74,3 – 70 = 4,3 ( g) Bài 3 ( 7 điểm) 1.( 3,5 điểm) : Khóa K mở; các đèn sáng bình thường. + Tính cường độ định mức và điện trở các đèn. ( 1,5đ) )(1 6 6 )(5,0 6 3 2 2 2 1 1 1 A U P I A U P I === === )(6 1 6 )(12 5,0 6 2 2 2 1 1 1 Ω=== Ω=== I U R I U R + Mạch điện khi K mở có dạng : ( R 4 nt Đ 2 ) ∕∕ (Đ 1 nt R 3 ) + U AB = U 1 + I 1 . R 3 = 6 + 0,5 . 6 = 9 ( V) ( 0,5đ) + U AM = U AB – U 2 = 9 – 6 = 3 (V) ( 0,5đ) + )(3 1 3 2 4 Ω=== I U R AM ( 0,5đ) 2. ( 3,5điểm) a. ( 2điểm) + Giả sử chiều dòng điện từ M đến N : Tại M có : I a = I 4 – I 2 (0,5đ) Do R a 0 ≈ nên chập M ≡ N mạch điện có dạng : R 4 // Đ 1) nt (Đ 2 // R 3 ) + )(4,534,2 . . 32 32 14 14 Ω=+= + + + =+= RR RR RR RR RRR MBAMAB ( 0,5đ) )(49. 4,5 4,2 . VU R R U R R U U AB AB AM AM AB AM AB AM ===⇒= ( = U 1 ) ( 0,5đ) )(549 VUUU AMABMB =−=−=⇒ ( = U 2 ) + So sánh với U 1 = U 2 = 6 V thì cả 2 đèn đều sáng yếu hơn bình thường ( 0,25đ) + )( 3 4 4 4 A R U I AM == ; )( 6 5 2 2 A R U I mb == ; )(5,0 6 5 4 3 AI a =−= Ampekế chỉ 0,5 A và chiều giả sử đúng. b. ( 1,5 điểm) + Thay ampe kế bằng vôn kế 1 chiều (R v = ∞) ⇒ không có dòng qua (V) Nên mạch điện lại giống như khi K mở ( câu 1). Các đèn Đ 1, Đ 2 lại sáng bình thường. + U AM = 3V U AN = U 1 = 6V ⇒ U MN = U AN – U AN = 3 ( v) ⇒ Vôn kế chỉ 3 V và cực dương của vôn kế mắc tại điểm M, cực âm mắc tại N . THANH OAI TRƯỜNG THCS ĐỖ ĐỘNG Họ và tên : Phạm Thị Tuyết Lan ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 NĂM HỌC 2013 – 2014 M«n thi: VẬT LÝ Thêi gian: 150 phót (kh«ng kÓ thêi gian giao ®Ò) Bài 1: (7. chiều có điện trở vô cùng lớn). Tìm số chỉ của vôn kế và cách mắc Vôn kế ? ĐÁP ÁN - BIỂU ĐIỂM VẬT LÝ 9 Bài 1 ( 7 điểm) 1. ( 3điểm) + Chiều dài của dây điện trở làm biến trở: 10 10 10.05.20. 6 6 === − − ρ SR l . )(4,534,2 . . 32 32 14 14 Ω=+= + + + =+= RR RR RR RR RRR MBAMAB ( 0,5đ) )( 49. 4,5 4,2 . VU R R U R R U U AB AB AM AM AB AM AB AM ===⇒= ( = U 1 ) ( 0,5đ) )(5 49 VUUU AMABMB =−=−=⇒ ( = U 2 ) + So sánh với U 1 = U 2 = 6 V thì cả 2 đèn đều sáng yếu hơn