đề thi học sinh giỏi huyện lớp 9 năm học 2008-2009 Môn: Vật lý - lớp 9

A B đề thi học sinh giỏi huyện lớp 9 năm học 2008-2009 Môn: Vật lý - lớp 9 (Thời gian làm bài 120') ------------------------------- Câu1: Một ấm điện bằng nhôm khối lợng 1 kg ghi: 220V-700W, chứa 2 kg nớc ở 30 0 C. Hãy tìm điện trở và hiệu suất của ấm. Biết rằng sau thời gian 20 phút nớc trong ấm sôi; nhiệt dung riêng của nhôm là C 1 = 880 J/kgK; Nhiệt dung riêng của nớc là C = 4200 J/kg K. Câu2: Ba điện trở lần lợt có giá trị 1; 2; 3, đợc mắc thành bộ rồi mắc vào một nguồn điện có hiệu điện thế không đổi. Có mấy cách mắc ba điện trở trên thành bộ. Vẽ sơ đồ và tính cờng độ dòng điện chạy trong mạch chính ứng với mỗi cách mắc đó. Biết rằng cờng độ dòng điện có giá trị nhỏ nhất đo đợc trong các mạch là 0,5 A. Câu3: Cho mạch điện nh hình vẽ bên: AB là một thanh dẫn điện đồng chất, tiết diện đều. C là một con trợt tiếp xúc. Khi C X ở vị trí đầu mút B thì cờng độ dòng điện qua Ampekế là 0,5A; Khi C nằm ở vị trí sao cho BC = 3 AC thì cờng độ đi qua Ampekế là 1 A. Xác định cờng độ dòng A điện qua Ampekế khi C nằm đầu mút A. Biết rằng hiệu điện thế luôn luôn không thay đổi. C Câu4: Cho mạch điện nh hình vẽ bên: Biết U AB = 10V; R 1 = 2 ; R a = 0 ; R v vô R 1 V cùng lớn. R MN = 6; Hãy tìm vị trí con chạy A C để Ampekế chỉ giá trị 1A. Lúc này thì vôn D kế chỉ bao nhiêu? A M N B Câu5: Nếu cho một thanh sắt non áp vào một cực của một nam châm móng ngựa thì miếng sắt trở thành nam châm và hút đợc đinh sắt. Nhng nếu để cả hai cực của nam châm cùng hút chặt thanh sắt thì thanh sắt không hút đợc các đinh sắt nữa, Tại sao vậy? ------------------------------- Đ R 3 R 2 R 3 R 1 R 2 R 1 Hớng dẫn chấm thi học sinh giỏi huyện lớp 9 năm học 2008-2009 Môn: Vật lý - lớp 9 Câu1: (5điểm) - Nhiệt lợng cần thiết để ấm nhôm tăng nhiệt độ từ 30 0 C lên 100 0 C là áp dụng công thức: Q 1 = m 1 C 1 (t 2 t 1 ) Thay số: Q 1 = 1 . 880 . (100-30) = 61600(J) (1đ) - Nhiệt lợng cần thiết để 2 kg nớc từ 30 0 C lên 100 0 C là: áp dụng công thức: Q 2 = m C(t 2 t 1 ) Thay số: Q 2 = 2.4200 (100-30) = 588000 (J) (1đ) - Nhiệt lợng cần thiết để ấm nhôm và nớc từ 30 0 C lên 100 0 C là: Q = Q 1 + Q 2 = 61600 + 588000 = 649600 (J) . (1) (1đ) - Mặt khác ta có: Nhiệt lợng có ích để đun nớc để ấm điện cung cấp trong thời gian 20 phút (1200 giây) là: Q = H . P . t (2) - Từ (1) và (2) ta có: H = tP Q . = 1200.700 649600 = 77,33% (1đ) - Điện trở của ấm là: áp dụng công thức: P = R U 2 R = P U 2 Thay số R = 700 220 2 = 69,14 () (1đ) Câu2: (5,5điểm) Đặt R 1 = 1; R 2 = 2; R 3 = 3 - Có 8 cách mắc 3 điện trở đó thành bộ. (0,5đ) - Trong 8 cách mắc, thì cách mắc ba điện trở nối tiếp sẽ có điện trở toàn mạch lớn nhất và do đó cờng độ dòng điện chạy trong mạch chính là nhỏ nhất: 0,5A. Vậy hiệu điện thế hai đầu mỗi cách mắc sẽ là: U = 0,5 . 6 = 3 (V) (1,0đ) + Cách mắc 1: R 1 R 2 R 3 I 1 = 0,5 (A) (0,5đ) + Cách mắc 2: R 1 I 2 = 5,5 (A) (0,5đ) + Cách mắc 3: I 3 = 1,36 (A) (0,5đ) R 3 R 2 R 1 R 3 R 2 R 2 R 3 R 1 R 1 R 3 R 2 R 1 R 2 R 3 + Cách mắc 4: I 4 = 1,09 (A) (0,5đ) + Cách mắc 5: I 5 = 0,81 (A) (0,5đ) + Cách mắc 6: I 6 = 3, 6 (A) (0,5đ) + Cách mắc 7: I 7 = 2,25 (A) (0,5đ) + Cách mắc 8: I 8 = 2,0 (A) (0,5đ) Câu3: (3,5điểm) Giả sử bóng đèn có điện trở r; điện trở thanh AB là R. Ta có: - Khi C ở vị trí B điện trở toàn mạch là: r + R (0,5đ) - Khi C ở vị trí BC = 3AC thì giá trị điện trở toàn mạch là: r + R 4 1 . (0,5đ) - Khi C ở vị trí A thì điện trở toàn mạch là r. Theo đề bài ta có hệ phơng trình: (2) (1) r) + 4 R ( : U= 1,0 r) + (R : U= 0,5 (1,0đ) - Chia (1) cho (2) vế theo vế rồi tính R theo r ta đợc R = 2r (0,5đ) - Thay R = 2r vào (1) rồi tính tính tỷ số r U bằng 1,5 đây chính là cờng độ dòng điện khi C nằm ở vị trí A. (1,0đ) Câu4: (4điểm) - Vì điện trở của Ampekế R a = 0 nên : U AC = U AD = U 1 = I 1 . R 1 = 2 . 1 = 2 (V) (Ampekế chỉ dòng qua R 1 ) (0,5đ) - Gọi điện trở toàn phần MD là x thì : I x = x 2 ; I DN = I 1 + I x = 1 + x 2 (0,5đ) - U DN = (1 + x 2 ) (6 x) (0,5đ) - U AB = U AD + U DN = 2 + (1 + x 2 ) (6 x) = 10 (0,5đ) - Giải ra ta đợc x = 2 . Nh vậy con chạy phải đặt ở vị trí chia MN thành 2 phần: MD có giá trị 2 và DN có giá trị 4 (1,5đ) - Lúc này Vôn kế chỉ 8 V (Vôn kế đo U DN ) (0,5đ) Câu5: (2điểm) - Sắt có tính chất đặc biệt là thu hút các đờng sức từ vào nó. Khi một cực của nam châm hút miếng sắt thì hầu hết các đờng sức từ đi tới (hoặc đi ra) từ cực đó đều bị hút vào miếng sắt, rồi qua miếng sắt sang cực kia. Nh vậy miếng sắt trở thành một nam châm. Nếu đặt cái đinh vào khoảng giữa miếng sắt và cực nam châm kia thì đinh sắt bị hút mạnh gần nh khi không có miếng sắt. (1,0đ) - Nhng nếu cả hai cực của nam châm cùng hút chặt thanh sắt thì hầu hết các đờng sức từ đi từ cực nọ sang cực kia của nam châm đều bị hút, đi qua thanh sắt và nh vậy hầu nh không còn đờng sức từ nào đi ra ngoài không khí nữa. Vì vậy miếng sắt không còn hút nổi các vật bằng sắt nữa. (1,0đ) ------------------------------------------------------------ . nằm đầu mút A. Biết rằng hiệu điện thế luôn luôn không thay đổi. C Câu4: Cho mạch điện nh hình vẽ bên: Biết U AB = 10V; R 1 = 2 ; R a = 0 ; R v vô R 1 V cùng. (100 -30) = 61600(J) (1đ) - Nhiệt lợng cần thiết để 2 kg nớc từ 30 0 C lên 100 0 C là: áp dụng công thức: Q 2 = m C(t 2 t 1 ) Thay số: Q 2 = 2.4200 (100 -30)