Đề thi và đáp án tham khảo thi học sinh giỏi vật lý lớp 9 bồi dưỡng (19)

PHÒNG GD&ĐT THANH OAI TRƯỜNG THCS THANH VĂN ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP (Năm học 2015 - 2016) MÔN: VẬT LI Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Câu (5 điểm) a Hai vật chuyển động thẳng đều cùng một đường thẳng Nếu chúng chuyển động lại gần thì cứ giây khoảng cách giữa chúng giảm 8m Nếu chúng chuyển động cùng chiều ( độ lớn vậ tóc cũ) thì cứ sau 10 giây khoảng cách giữa chúng lại tăng thêm 6m Tính vận tốc của mỗi vật b Một chiếc thuyền từ bến A đến bến B một dòng sôn rồi quay về A biết rằng vận tốc của thuyền nước yên lặng là 12km/h Vận tố của dòng nước so với bờ sông là 2km/h khoảng cách AB là 14 KM Tính thời gian tổng cộng của thuyền Câu (6 điểm) R1 A Một biến trở có giá trị điện trở toàn phần R= 120Ω nối tiếp với một điện trở R1 Nhờ biến trở có thể làm thay đổi cường độ dòng điện mạch từ 0,9A đến 4,5A a) Tính giá trị của U và điện trở R1 b) Tính công suất toả nhiệt lớn biến trở (Biết mạch điện mắc vào hiệu điện U không đổi) Câu 3: (6 điểm) Cho mạch điện hình vẽ Biết U = 6V, các Ampekế và khóa K có điện trở không đáng kể, R1 = 6Ω; R2 = 4Ω; R4 = 3Ω; R5 = 6Ω a Khi K mở A1 chỉ 0,5A Tính R3? b Tính số chỉ của Ampekế khóa K đóng? R B C A1 A2 M N R5 K P R3 R1 R2 R4 Q Câu 4: (3 điểm) Một nhiệt lượng kế bằng nhôm có khối lượng m1 = 300g chứa m2 = 2kg nước nhiệt độ t1= 300C Người ta thả vào nhiệt lượng kế đồng thời hai thỏi hợp kim giống nhau, mỗi thỏi có khối lượng m3= 500g và đều tạo từ nhôm và thiếc, thỏi thứ có nhiệt độ t = 1200C, thỏi thứ hai có nhiệt độ t3 = 1500C Nhiệt độ cân bằng của hệ thống là t =35 0C Tính khối lượng nhôm và thiếc có mỗi thỏi hợp kim Cho biết nhiệt dung riêng của nhôm, nước và thiếc lần lượt là: C1 = 900 J/kg.K, C2 = 4200 J/kg.K, C3 = 230 J/kg.K (Không có trao đổi nhiệt với môi trường lượng nước hoá hơi) - Hết PHÒNG GD&ĐT THANH OAI TRƯỜNG THCS THANH VĂN ĐÁP ÁN THI HỌC SINH GIỎI VẬT LI NĂM HỌC: 2015 – 2016 Câu 1: (5đ) Nội dung Điểm a Gọi S1, S2 Là quãng đường của các vật v1,v2 Là vận tốc của hai vật Ta có: S1 =v1t2 , S2= v2t2 Khi chuyển động lại gần độ giảm khoảng cahs của hai vật bằng tổng quãng đường hai vật đã : S1 + S2 = m S1 + S2 = (v1 + v2) t1 = v1 + v2 = S1 + S = = 1,6 t1 (1) 0,5đ 0,75đ - Khi chúng chuyển động cùng chiều thì độ tăng khoảng cách giữa hai vật bằng hiệu quãng quãng đường hai vật đi: : S1 - S2 = m S1 - S2 = (v1 - v2) t2 = v1 - v2 = 2,2 S1 - S = = 0,6 t1 10 (2) Lấy (1) cộng (2) vế với vế ta LÊy (1) céng (2) vÕ 2v1 = v1 = 1,1 m/s Vận tốc vật thứ hai : v2 = 1,6 - 1,1 = 0,5 m/s b Gọi t1 , t2 Là thời gian thuyền xuôi dòng từ A ->B Và ngược dòng từ B-> A - Gọi V1 , V2 là vận tốc thuyền nước yên và vận tốc dòng nước S - Ta có t1 = V1 + V2 0,75đ 0,5đ 0, 5đ 0,5đ s t2 = V1 − V2 0,5đ S - Thời gian tổng cộng thuyền là: t1 + t2 = V1 + V2 + 2V1 V1 − V22 s =S V1 − V2 0,5đ - Thay số t1 + t2 =14 2.12 = 2,4 giê 12 − 2 0,5đ Câu 2: 6đ a, Cường độ dòng điện lớn chạy C vị trí A,và nhỏ C vị trí B của biến trở: U 4,5 = R => 4,5 R1 = U (1) U Và 0,9 = R + 120 => 0,9 ( R1 + 120) = U (2) Giải hệ phương trình (1) và (2) Ta R1 = 30 (Ω ) ; U= 135 (V) b) Gọi Rx l à phần điện trở từ A đến C biến trở, thì công suât toả nhiệt phần đó bằng : Px = Rx I = Rx U2 0,5đ 0,5đ 1đ 0,75đ ( R1 + R x ) Chia cả tử số và mẫu số cho Rx ta U2 Px = R12 + R x + 2R1 Rx (3) 0,75đ R12 để Px đạt giá trị cực đại, mẫu số của nó phải cực tiểu, tức + Rx cực RX 0, 75đ tiểu Vì tích của hai số hạng thức cosi ta được: R và Rx là hằng số nên ta áp dụng bất đẳng RX R12 R12 ≥ R X = R1 + Rx RX RX R12 + Rx = 2.R1 RX Dấu bằng xảy và chỉ khi: ⇔ R12 + R X2 = R1 Rx ⇔ 900 + R X = 60 Rx ⇔ R X2 - 60 Rx + 900 = Giải ta Rx = R1 = 30 (Ω) Thay vào (3) ta được: Px max = 1đ 0,75đ 135 120 = 151,875 (W) Câu 3: 6đ a Khi k mở dòng điện không qua ampe kế A2, mạch điện có dạng : {R4 nt [(R1 nt R3)//R2]} nt R5 U Điện trở toàn mạch là : RMN = I = 0,5 = 12Ω R13 = R1 + R3 = + R3 2đ R13 R2 Rtđ = R4 + R + R + R5 = + (6 +R3) 4/ (6 +R3+4) + 13 114 + 13R3 = 10 + R = 12 → R3 = 6Ω b Khi K đóng, mạch điện có dạng : {[(R1 //R4)ntR2] // R3}nt R5 R14 = R1.R4/ (R1 + R4) = Ω R124 = R14 + R2 = + = Ω RAB = R1234 = R124 R3/ (R124 + R3) = 6.6/(6 +6) = Ω RMN = R1234 + R5 = + = Ω Cường độ dòng điện chạy mạch chính bằng số chỉ của A1 Ia1 = UMN/RMN = 6/9 = 2/3A *Tai nút A : Ia1 = Ia2 + I4 → Ia2 = Ia1 – I4 (1) Ia1= I5 = 2/3A, U5 = I5.R5 = = 4V UAB = UMN - U5 = – = 2V I14 = I2 = = = A U14 =I14 R14 = = I4 = = A Thay I4 vào (1) được: Ia2 = - = ≈ 0,44A 2đ 2đ Câu4 : 3đ Gọi khối lượng của nhôm có mỗi thỏi hợp kim là: m (kg) (0 < m < 0,5 kg) Khối lượng của thiếc mỗi thỏi hợp kim là: m3 – m Hợp kim toả nhiệt: Qtoả= [m.c1 + (m3 - m).c3 ] (t2 - t) +[m.c1 + (m3 - m).c3 ] (t3 - t) Nhiệt lượng kế và nước nhiệt lượng kế thu nhiệt: Qthu= ( m1.c1 + m2.c2).(t - t1) Ta có: Qtoả = Qthu ⇔ [m.c1 + (m3 - m).c3 ] (t2 - t) +[m.c1 + (m3 - m).c3 ] (t3 - t)=( m1.c1 + m2.c2).(t - t1) ⇔ [m.900 + (0,5 - m).230] (120 - 35)+[m.900 + (0,5 - m).230] (150 - 35) = (0,3.900 + 2.4200).(35 - 30) => m ≈ 0,152 kg Vậy khối lượng của nhôm mỗi thỏi hợp kim là 0,152 kg; Khối lượng thiếc có hợp kim là: 0,5 - 0,152 = 0,348 kg Duyệt của BGH Xác nhận của tô 0,5đ 0,5đ 0,5đ 1đ 0,5đ Ngưởi đề Nguyễn Thị Thực ... [m .90 0 + (0,5 - m).230] (120 - 35)+[m .90 0 + (0,5 - m).230] (150 - 35) = (0,3 .90 0 + 2.4200).(35 - 30) => m ≈ 0,152 kg Vậy khối lượng của nhôm mỗi thỏi hợp kim là 0,152 kg; Khối lượng thi ́c... = U (1) U Và 0 ,9 = R + 120 => 0 ,9 ( R1 + 120) = U (2) Giải hệ phương trình (1) và (2) Ta R1 = 30 (Ω ) ; U= 135 (V) b) Gọi Rx l à phần điện trở từ A đến C biến trở, thi công suât toả... Rx RX RX R12 + Rx = 2.R1 RX Dấu bằng xảy và chỉ khi: ⇔ R12 + R X2 = R1 Rx ⇔ 90 0 + R X = 60 Rx ⇔ R X2 - 60 Rx + 90 0 = Giải ta Rx = R1 = 30 (Ω) Thay vào (3) ta được: Px max = 1đ 0,75đ 135 120