UBND HUYỆN KINH MÔN PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI Môn: Vật lí – Lớp 9 Năm học 20152016 Thời gian làm bài 120 phút Câu 1: (2,5 điểm): Ba quả nặng đồng chất có khối lượng lần lượt là m1 = 200g, m2 = 300g và m3= 500g được nung nóng đến cùng nhiệt độ T. Thả quả nặng 200g vào bình chứa M (kg) nước có nhiệt độ ban đầu là t0C , đến khi cân bằng nhiệt thì nhiệt độ của nước tăng thêm 40C. Sau đó thả tiếp quả nặng 300g vào nước, đến khi cân bằng nhiệt, nhiệt độ của nước lại tăng thêm 5,40C. Bỏ qua sự hấp thụ nhiệt của bình chứa và sự mất mát nhiệt do tỏa ra môi trường. a) Viết các phương trình cân bằng nhiệt cho các trường hợp trên. b) Nếu thả tiếp quả nặng 500g vào nước thì nhiệt độ của nước khi cân bằng nhiệt tăng thêm bao nhiêu độ? Câu 2: (2,5 điểm): Một thùng hình trụ đứng, đáy bằng, chứa nước, mực nước trong thùng cao 80cm. Người ta thả chìm vật bằng nhôm có dạng hình lập phương cạnh 20cm. Mặt trên của vật được móc bởi một sợi dây mảnh, nhẹ. Nếu giữ vật lơ lửng trong thùng nước thì phải kéo sợi dây một lực 120N. Biết trọng lượng riêng của nước, nhôm lần lượt là d1 =10000Nm3, d2 = 27000Nm3, diện tích trong đáy thùng gấp 2 lần diện tích một mặt của vật. a) Vật nặng rỗng hay đặc? Vì sao? b) Kéo đều vật từ đáy thùng lên theo phương thẳng đứng với công của lực kéo . Hỏi vật có được kéo lên khỏi mặt nước không? C©u 3 (2,5 ®iÓm): Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ: BiÕt R1 = R2 = 6 ; R3 = 12 ; Rx cã thÓ thay ®æi ®îc. BiÕt RA = 0; UAB = 12V. a) Khi Rx = 4. TÝnh sè chØ cña am pe kÕ. b) X¸c ®Þnh Rx ®Ó c«ng suÊt to¶ nhiÖt trªn Rx lµ lín nhÊt. D C©u 4 (2,5 ®iÓm): Mét d©y dÉn lµm b»ng chÊt cã ®iÖn trë suÊt =4.107 m, tiÕt diÖn th¼ng cña d©y dÉn lµ 0,2mm2. §Æt vµo hai ®Çu d©y dÉn mét hiÖu ®iÖn thÕ U =16V, th× cêng ®é dßng ®iÖn ch¹y qua d©y dÉn bằng 0,5A. a) TÝnh ®iÖn trë vµ chiÒu dµi cña d©y dÉn. b) Ngêi ta quÊn mét líp s¬n c¸ch ®iÖn rÊt máng vµ ®Òu cho d©y dÉn trªn vµ dïng d©y dÉn nµy ®Ó quÊn s¸t trªn mét èng sø c¸ch ®iÖn, èng cã ®êng kÝnh lµ D = 2cm. T×m chiÒu dµi tèi thiÓu cña èng sø. c) Gäi r lµ ®iÖn trë cha biÕt gi¸ trÞ, m¾c nèi tiÕp víi d©y dÉn trªn vµ m¾c vµo hiÖu ®iÖn thÕ trªn. TÝnh r ®Ó c«ng suÊt tiªu thô trªn nã lµ lín nhÊt. TÝnh c«ng suÊt ®ã. Hết Họ tên thí sinh: Số báo danh: UBND HUYỆN KINH MÔN PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯỚNG DẪN CHẤM Môn: Vật lí – Lớp 9 Năm học 20152016 (Đáp án gồm 4 trang) Câu Nội dung Điểm Câu 1 2,5 điểm a) Khi thả m1 = 200g ở nhiệt độ T vào bình chứa M(kg) nước ở nhiệt độ t thì nhiệt độ cân bằng là t1 = t + 4 Viết được phương trình cân bằng : m1 c(T t1) = Mcn (t1 – t) 0,25 0,2 c (T – t 4) = 4 Mcn 0,2 (T t) – 0,8 = 4 (1) () 0,25 Khi thả m2 = 300g ở nhiệt độ T vào bình chứa M(kg) nước thì nhiệt độ cân bằng là t2 = t + 4 +5,4= t + 9,4 Viết được phương trình cân bằng m2c (T t2) = (Mcn + m1c )(t2 – t1) 0,25 => () 0,25 b) Khi thả m3 = 500g ở nhiệt độ T vào bình chứa M, m1, m2 ở nhiệt độ t2 thì nhiệt độ cân bằng là t3 = t + 9,4 + t Phương trình cân bằng: m3c (T t3) = (Mcn + m1c + m2c) (t3 – t2) 0,25 0,5c (T – t 9,4 t) = (MCn + 0,5c) t (3) 0,25 Từ () và () => => (T t) = 94 (4) 0,5 Thay (4) vào () => (5) Thế (4), (5) vào (3) => t = 7,690C 0,5 Câu 2 2,5 điểm Điểm a) +Thể tích vật V = 0,23 = 8.103 m3, Giả sử vật đặc thì trọng lượng của vật P = V. d2 = 216N +Lực đẩy Acsimet tác dụng lên vật : FA = V.d1 = 80N. +Tổng độ lớn lực nâng vật F = 120N + 80N = 200N do F
I2 do đó dòng điên qua am pekế có chiều từ C đến D và số chỉ của ampe kế là IA = I1 I2 = 0,5A 0,25 b(0,5đ) Tính 0,25 Px max khi Để mẫu min Giải phương trình Rx = 2,4 ()thì công suất trên Rx cực đại 0,25 Câu 4 2,5 đ a, TÝnh ®îc ®iÖn trë 0,25 chiÒu dµi cña d©y dÉn lÇn lît lµ: 0,25® Thay số tính được l = 16 m 0,25® b, TÝnh ®îc chu vi èng sø: CV = D =628.104 m 0,25® TÝnh ®îc ®êng kÝnh tiÕt diÖn cña d©y: d = 0,5.103 m 0,25® Sè vßng: n = 254 vßng 0,25® TÝnh ®îc chiÒu dµi tèi thiÓu cña èng d©y L=n.d =12,7cm 0,25® c, Theo bµi ra r nt R => Ir = IR =Im => Pr = Im2 .r = . 0,25® LÝ luËn vµ dÉn tíi Pmax = 2 W khi r = 32 0,5® Lưu ý : HS làm theo cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa
UBND HUYN KINH MễN PHềNG GIO DC V O TO THI CHN HC SINH GII Mụn: Vt lớ Lp Nm hc 2015-2016 Thi gian lm bi 120 phỳt Cõu 1: (2,5 im): Ba qu nng ng cht cú lng ln lt l m = 200g, m2 = 300g v m3= 500g c nung núng n cựng nhit T Th qu nng 200g vo bỡnh cha M (kg) nc cú nhit ban u l t0C , n cõn bng nhit thỡ nhit ca nc tng thờm 40C Sau ú th tip qu nng 300g vo nc, n cõn bng nhit, nhit ca nc li tng thờm 5,40C B qua s hp th nhit ca bỡnh cha v s mt mỏt nhit ta mụi trng a) Vit cỏc phng trỡnh cõn bng nhit cho cỏc trng hp trờn b) Nu th tip qu nng 500g vo nc thỡ nhit ca nc cõn bng nhit tng thờm bao nhiờu ? Cõu 2: (2,5 im): Mt thựng hỡnh tr ng, ỏy bng, cha nc, mc nc thựng cao Ngi ta th chỡm vt bng nhụm cú dng hỡnh lp phng cnh 20cm Mt trờn ca vt c múc bi mt si dõy mnh, nh Nu gi vt l lng thựng nc thỡ phi kộo si dõy mt lc 120N Bit trng lng riờng ca nc, nhụm ln lt l din tớch ỏy thựng gp ln din tớch mt mt ca vt a) Vt nng rng hay c? Vỡ sao? b) Kộo u vt t ỏy thựng lờn theo phng thng ng vi cụng ca lc kộo A F = 120J Hi vt cú c kộo lờn mt nc khụng? Câu (2,5 điểm): Cho mạch nh hình R1 điện R2 vẽ: C Biết R1 = R2 = ; R3 B = A12 ; Rx có thểAthay đổi đợc Biết RRA3 = 0; UAB R=x 12V a) Khi Rx = Tính số am pe kế D b) Xác định Rx để công suất toả nhiệt Rx lớn Câu (2,5 điểm): Một dây dẫn làm chất có điện trở suất =4.10-7 m, tiết diện thẳng dây dẫn 0,2mm2 Đặt vào hai đầu dây dẫn hiệu điện U =16V, cờng độ dòng điện chạy qua dây dẫn bng 0,5A a) Tính điện trở chiều dài dây dẫn b) Ngời ta quấn lớp sơn cách điện mỏng cho dây dẫn dùng dây dẫn để quấn sát ống sứ cách điện, ống có đờng kính D = 2cm Tìm chiều dài tối thiểu ống sứ c) Gọi r điện trở cha biết giá trị, mắc nối tiếp với dây dẫn mắc vào hiệu điện Tính r để công suất tiêu thụ lớn Tính công suất k - Ht -H tờn thớ sinh: S bỏo danh: UBND HUYN KINH MễN HNG DN CHM PHềNG GIO DC V O TO Mụn: Vt lớ Lp Nm hc 2015-2016 (ỏp ỏn gm trang) Cõu Ni dung Cõu a) Khi th m1 = 200g nhit T vo bỡnh cha M(kg) nc nhit 2,5 im t thỡ nhit cõn bng l t1 = t + Vit c phng trỡnh cõn bng : m1 c(T - t1) = Mcn (t1 t) im 0,25 0,2 c (T t - 4) = Mcn 0,2 (T - t) 0,8 = Mc n (1) c 0,25 Mcn 0, 2(T t) 0,8 = (*) c Khi th m2 = 300g nhit T vo bỡnh cha M(kg) nc thỡ nhit cõn bng l t2 = t + +5,4= t + 9,4 Vit c phng trỡnh cõn bng m2c (T - t2) = (Mcn + m1c )(t2 t1) Mc n 0,3(T t 9, 4) = + 0, ữ5, c Mc n 0,3(T t) 2,82 = 5, + 1,08 c Mcn 0,3(T t) 3,9 => c = (**) 5, b) Khi th m3 = 500g nhit T vo bỡnh cha M, m1, m2 nhit t2 thỡ nhit cõn bng l t3 = t + 9,4 + t Phng trỡnh cõn bng: m3c (T - t3) = (Mcn + m1c + m2c) (t3 t2) 0,5c (T t - 9,4 - t) = (MCn + 0,5c) t 0,25 0,25 0,25 Mcn + 0,5) t (3) c 0, 2(T t) 0,8 0,3(T t) 3,9 = T (*) v (**) => 5, 0,25 => (T - t) = 94 0,5 0,5(T t 9, t) = ( (4) Mc n = 4,5 (5) c Th (4), (5) vo (3) => t = 7,690C Thay (4) vo (*) => Cõu 2,5 im a) +Th tớch vt V = 0,23 = 8.10-3 m3, 0,5 im 0,25 Gi s vt c thỡ trng lng ca vt P = V d2 = 216N +Lc y Acsimet tỏc dng lờn vt : FA = V.d1 = 80N +Tng ln lc nõng vt F = 120N + 80N = 200N F A nh vy vt c kộo lờn mt nc 0,25 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 k Mch in c v li mch in hoc phõn tớch ỳng mch in: Cõu 2,5 R2 R1 A C,D R1 // R3 R13 = R1 R3 = ( ) R1 + R3 R2 // Rx R2 x = R2 Rx = 2, () R2 + Rx RAB = R13 + R2x = + 2,4 = 6,4 () U AB 12 = = 1,875 RAB 6, 0,25 Rx R3 I AB = B 0,25 0,25 ( A) (0,25) UAC = IAB R13 = 1,875 = 7,5 (V) UCB = UAB - UAC = 12 - 7,5 = 4,5 (V) 0,25 I1 = I2 = U13 7,5 = = 1, 25 ( A) R1 0,25 U x 4,5 = = 0, 75( A) R2 0,25 Xột ti nỳt C: Vỡ I1 > I2 ú dũng iờn qua am pek cú chiu t C n D v s ch ca ampe k l IA = I1 - I2 = 0,5A b(0,5) RAB = R12 + R2 x = + I AB = 6.Rx 24 + 10 Rx = + R2 + Rx U AB 6(6 + R x ) = RAB 12 + Rx U CB = U x = I R2 x = Tớnh 0,25 Px = 36.Rx 12 + Rx U x2 1296 = Rx 12 + Rx ữ ữ Rx 0,25 12 + Rx ữmin ữ Rx Px max 12 mu R + Rx = 60 x Gii phng trỡnh Rx = 2,4 ()thỡ cụng sut trờn Rx cc i 0,25 Cõu 2,5 a, Tính đợc điện trở R = 0,25 U 16 = = 32() I 0,5 chiều dài dây dẫn lần lợt là: R= l R.S l = S 0,25đ Thay s tớnh c l = 16 m b, Tính đợc chu vi ống sứ: CV = D =628.10-4 m Tính đợc đờng kính tiết diện dây: d = Số vòng: n = 4S 0,5.10-3 m l 254 vòng CV Tính đợc chiều dài tối thiểu ống dây L=n.d =12,7cm c, Theo r nt R => Ir = IR =Im => Pr = Im U2 162 r = r .r = (r + R) (r + 32) 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ Lí luận dẫn tới Pmax = W r = 32 Lu ý : HS lm theo cỏch khỏc ỳng cho im ti a 0,5đ