15 de vat li cho hsg vật lý 9 cấp huyện cấp tỉnh

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 HUYỆN KINH MễN

PHềNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI

Mụn: Vật lớ – Lớp 9 Năm học 2015-2016

Thời gian làm bài 120 phỳt

Cõu 1: (2,5 điểm): Ba quả nặng đồng chất cú khối lượng lần lượt là m1 = 200g, m2 = 300g và m3= 500g được nung núng đến cựng nhiệt độ T Thả quả nặng 200g vào bỡnh chứa M (kg) nước cú nhiệt độ ban đầu là t0C , đến khi cõn bằng nhiệt thỡ nhiệt độ của nước tăng thờm 40C Sau đú thả tiếp quả nặng 300g vào nước, đến khi cõn bằng nhiệt, nhiệt độ của nước lại tăng thờm 5,40C Bỏ qua sự hấp thụ nhiệt của bỡnh chứa và sự mất mỏt nhiệt do tỏa ra mụi trường

a) Viết cỏc phương trỡnh cõn bằng nhiệt cho cỏc trường hợp trờn

b) Nếu thả tiếp quả nặng 500g vào nước thỡ nhiệt độ của nước khi cõn bằng nhiệt tăng thờm bao nhiờu độ?

Cõu 2: (2,5 điểm): Một thựng hỡnh trụ đứng, đỏy bằng, chứa nước, mực nước trong

thựng cao Người ta thả chỡm vật bằng nhụm cú dạng hỡnh lập phương cạnh 20cm Mặt trờn của vật được múc bởi một sợi dõy mảnh, nhẹ Nếu giữ vật lơ lửng trong thựng nước thỡ phải kộo sợi dõy một lực 120N Biết trọng lượng riờng của nước, nhụm lần lượt là diện tớch trong đỏy thựng gấp 2 lần diện tớch một mặt của vật

a) Vật nặng rỗng hay đặc? Vỡ sao?

b) Kộo đều vật từ đỏy thựng lờn theo phương thẳng đứng với cụng của lực kộo

k

F

A = 120J Hỏi vật cú được kộo lờn khỏi mặt nước khụng?

Câu 3 (2,5 điểm):

Cho mạch điện nh hình vẽ:

Biết R1 = R2 = 6Ω ; R3

= 12Ω ; Rx có thể thay đổi

đợc Biết RA = 0; UAB = 12V

a) Khi Rx = 4Ω Tính số chỉ của

am pe kế

b) Xác định Rx để công suất toả nhiệt

trên Rx là lớn nhất

D

Câu 4 (2,5 điểm):

Một dây dẫn làm bằng chất có điện trở suất ρ=4.10-7 Ωm, tiết diện thẳng của dây dẫn

là 0,2mm2 Đặt vào hai đầu dây dẫn một hiệu điện thế U =16V, thì cờng độ dòng điện chạy qua dây dẫn bằng 0,5A

a) Tính điện trở và chiều dài của dây dẫn

b) Ngời ta quấn một lớp sơn cách điện rất mỏng và đều cho dây dẫn trên và dùng dây dẫn này để quấn sát trên một ống sứ cách điện, ống có đờng kính là D = 2cm Tìm chiều dài tối thiểu của ống sứ

c) Gọi r là điện trở cha biết giá trị, mắc nối tiếp với dây dẫn trên và mắc vào hiệu điện thế trên Tính r để công suất tiêu thụ trên nó là lớn nhất Tính công suất đó

- Hết

-Họ tờn thớ sinh: Số bỏo danh:

R 1 C R2

R 3 R x

A

PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO

TẠO

Môn: Vật lí – Lớp 9

Năm học 2015-2016

(Đáp án gồm 4 trang)

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 Mc n

c (1)

<=> Mc n 0, 2(T t) 0,8

− −

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

n Mc 0,3(T t 9, 4) 0, 2 5, 4

c

 

n Mc 0,3(T t) 2,82 5, 4 1,08

c

=> Mc n 0,3(T t) 3,9

− −

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

n Mc 0,5(T t 9, 4 t) ( 0,5) t

c

Từ (*) và (**) => 0, 2(T t) 0,8− −4 =0,3(T t) 3,95, 4− −

Thay (4) vào (*) =>Mc n

4,5

c = (5)

Câu 2

2,5 điểm

Điểm

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<P nên vật này bị rỗng Trọng lượng thực của vật 200N

0,25

0,5

b) Khi nhúng vật ngập trong nước S đáy thùng = 2S mv nên mực nước dâng thêm

trong thùng là: 10cm

Mực nước trong thùng là: 80 + 10 = 90(cm)

* Công của lực kéo vật từ đáy thùng đến khi mặt trên tới mặt nước:

- Quãng đường kéo vật: l = 90 – 20 = 70(cm) = 0,7(m)

- Lực kéo vật: F = 120N

- Công kéo vật : A1 = F.l = 120.0.7 = 84(J)

0,25

0,25

* Công của lực kéo tiếp vật đến khi mặt dưới vật vừa lên khỏi mặt

nước:

- Lực kéo vật tăng dần từ 120N đến 200N tb

120 200

2

+

Kéo vật lên độ cao bao nhiêu thì mực nước trong thùng hạ xuống

bấy nhiêu nên quãng đường kéo vật: l/ = 10 cm = 0,1m

- Công của lực kéo F tb: A2 = F l 180.0,1 16(J) tb ′ = =

- Tổng công của lực kéo : A = A1 + A2 = 100J

Ta thấy A F k = 120J A > như vậy vật được kéo lên khỏi mặt nước.

0,25

0,25 0,5

Câu 3

2,5 đ

Mạch điện được vẽ lại mạch điện hoặc phân tích đúng mạch điện:

B

Rx

R2

R3

R1

0,25

1 3

1 3

+

2

2

.

x

R R

+

0,25

12 1,875 ( )

6, 4

AB AB AB

U

R

(0,25)

UAC = IAB R13 = 1,875 4 = 7,5 (V)

13 1 1

7,5

1, 25 ( ) 6

U

R

2 2 2

4,5 0,75( ) 6

x

U

R

0,25 0,25

Xột tại nỳt C: Vỡ I1 > I2 do đú dũng điờn qua am pekế cú chiều từ C đến

D và số chỉ của ampe kế là IA = I1 - I2 = 0,5A

0,25

b(0,5đ)

12 2

2

4

x

+

12 5

x AB

AB

R U

I

+

+

2

36.

.

12 5

x

x

R

R

+

Tớnh

2

2

1296 12 5

x x x

x x

U P R

R R

+

0,25

Px max khi 12 5 x min

x

R R

+

Để mẫu min 12 5 x 2 60

x

R R

Giải phương trỡnh ⇒ Rx = 2,4 (Ω)thỡ cụng suất trờn Rx cực đại 0,25

Cõu 4

2,5 đ

a, Tính đợc điện trở 16 32( )

0,5

U R I

chiều dài của dây dẫn lần lợt là:

.

S

ρ

ρ

Tính đợc đờng kính tiết diện của dây: d = 4S

Π ≈0,5.10

Số vòng: n = l

Tính đợc chiều dài tối thiểu của ống dây L=n.d =12,7cm 0,25đ

c, Theo bài ra r nt R => Ir = IR =Im

=> P r = Im2 r =

16

U

0,25đ

LÝ luËn vµ dÉn tíi Pmax = 2 W khi r = 32 Ω 0,5®

Lưu ý : HS làm theo cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa