De thi HSG 20152016

<span class='text_page_counter'>(1)</span>PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HUYỆN CHÂU THÀNH. KỲ THI CHỌN HSG HUYỆN Năm Học: 2015-2016 Đề thi môn: Vật Lý – Khối 9 Thời gian làm bài : 120 phút (không kể thời gian phát đề). Học sinh làm tất cả các bài toán sau đây: Bài 1: (4 điểm) Một chiếc xe phải đi từ địa điểm A đến B trong khoảng thời gian dự định t. Nếu xe chuyển động từ A đến B với vận tốc v1 = 48 km/h thì xe tới B sớm hơn dự định 18 phút. Nếu xe chuyển động từ A đến B với vận tốc v2 = 12 km/h thì xe đến B muộn hơn dự định 27 phút. a). Tìm chiều dài quãng đường AB và thời gian dự định t, b). Để đến B đúng thời gian dự định t, thì xe chuyển động từ A đến C (C nằm trên AB) với vận tốc v1 = 48 km/h rồi tiếp tục từ C đến B với vận tốc v2 = 12 km/h. Tìm chiều dài quãng đường AC. Bài 2: (4 điểm) Hai quả cầu đặc, thể tích mỗi quả là V = 200cm 3, được nối với nhau bằng một sợi dây mảnh, nhẹ, không co dãn, thả trong nước. Khối lượng riêng của quả cầu bên trên là D1 = 300kg/m3, còn khối lượng riêng của quả cầu bên dưới là D2 = 1200kg/m3. Hãy tính: a). Thể tích phần nhô lên khỏi mặt nước của quả cầu phía trên khi hệ vật cân bằng. b). Lực căng của sợi dây. Cho khối lượng riêng của nước là Dn = 1000kg/m3. Bài 3: (6 điểm) Một bếp điện (thứ nhất) có điện trở R 1 = 20 Ω được đặt trong một mạng điện AB có hiệu điện thế không đổi U. Người ta đo được hiệu điện thế giữa hai đầu bếp là U1 = 100 V. Thay một bếp khác (thứ hai) có điện trở R2 = 18 Ω (các dây nối như cũ) thì hiệu điện thế giữa hai đầu bếp là U2 = 99 V. (Coi các dây nối mắc nối tiếp với bếp điện). a). Tính hiệu điện thế U giữa hai điểm A, B và điện trở của dây dẫn nối r. b). Tìm chiều dài của dây điện trở làm bếp thứ nhất, nếu đường kính tiết diện của dây là d = 0,4 mm và làm bằng chất có điện trở suất ρ = 30.10-8 Ω .m c). Người ta dùng bếp này (thứ nhất) để đun nước. Phải cần một lượng nước là bao nhiêu để sau thời gian 14 phút tăng nhiệt độ từ 20OC lên 100 OC. Biết nhiệt dung riêng của nước là C = 4.200 J/kg.độ và bếp hoạt động với hiệu điện thế 120 V.. d). Nếu dây điện trở của bếp này (thứ nhất) được cắt ngắn đi 1/2 chiều dài ban đầu và cũng đun với lượng nước trên thì thời gian đun tăng lên hay giảm đi so với thời gian đầu?. Cách này có lợi hay có hại? Giải thích. (Hiệu điện thế hai đầu bếp vẫn là 120 V) Bài 4: (6 điểm) Cho mạch điện có sơ như hình vẽ Biết R1 = 30 Ω ; R2 = 60 Ω; R3 = 90 Ω; điện trở của ampe kế nhỏ không đáng kể (RA ≈ 0 Ω). R4 là biến trở có. điện trở thay đổi được; UAB = 75 V. a). Điều chỉnh cho R4 có giá trị R4 = 20 Ω. Tìm hiệu điện thế trên các điện trở, số chỉ ampe kế và chiều dòng điện qua ampe kế. b). Điều chỉnh R 4 để ampe kế chỉ số 0. Tính giá trị R 4 khi đó.. R1. R2. C. A D. R3 A. R4 B.

<span class='text_page_counter'>(2)</span> ____ HẾT____ PHÒNG GD-ĐT CHÂU THÀNH HƯỚNG DẪN CHẤM THI HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN Năm Học: 2015-2016 Môn: Vật Lý – Lớp 9 CÂU BÀI v1. NỘI DUNG BÀI GIẢI. BIỂU ĐIỂM. C. 4 điểm. A. B. v2 a). Gọi t1, t2 lần lượt là thời gian đi từ A đến B tương ứng với các vận tốc v1, t2. ( t1 = 18 phút = 0,3 giờ; t2 = 27 phút = 0,45 giờ) Theo đề bài ta có: SAB = v1 (t – t1) (1) SAB = v2 (t + t2) (2) Từ (1) và (2) suy ra: v1 (t – t1) = v2 (t + t2) 48 ( t – 0,3) = 12 (t + 0,45) Bài 1 t = 0,55 giờ Chiều dài quãng đường AB: SAB = v1 (t – t1) = 48(0,55 – 0,3) SAB = 12km b). Chiều dài quãng đường AC: Ta có:. t=. S AC SCB S AC S AB −S AC + + v1 v2 = v1 v2 S AC 12−S AC + = 48 12. a). Mỗi quả cầu chịu tác dụng của 3 lực: Trọng lực, lực đẩy Acsimét, lực căng của sợi dây. Do hệ vật đứng cân bằng nên ta có: P1 + P 2 = F 1 + F 2 10.m +10.m = d1.V1 + d2.V2 10.D1.V +10.D2.V = 10.Dn.V1 + 10.Dn.V (Trong đó: V1 là thể tích phần chìm của quả cầu bên trên ở trong nước) Suy ra: D1.V +D2.V = Dn.V1 + Dn.V ⇒. V1 =. V (D1 .+D 2 .−Dn ) Dn. 0,25 0,25 0,25 0,5 0,25 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25. 48 . 0,55 = SAC + 48 – 4. SAC 3. SAC = 21,6 SAC = 7,2 km Bài 2. 0,5 0,5. F1 T T. 4 điểm. P1 F2. P2. 0,25 0,25 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25.

<span class='text_page_counter'>(3)</span> −6. 200 .10 (300+1200−1000) = 1000. 0,5. = 100.10-6 m3 = 100cm3 Thể tích phần nhô lên khỏi mặt nước của quả cầu bên trên là: V2 = V – V1 = 200 - 100 = 100cm3 b). Do quả cầu dưới đứng cân bằng nên ta có: P2 = T + F2 ⇒ T = P2 – F2 = 10.D2.V – 10.Dn.V = 10.V(D2 - Dn) = 10.200.10-6(1200 – 1000) T = 0,4 N Vậy lực căng của sợi dây là 0,4N. 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5. Bài 3. 6 điểm a). Vì dây dẫn mắc nối tiếp với bếp điện nên ta có: U B1. IAB = Ir = IB1 = R 1. U B2. 100 =5 A = 20 99 =5,5 A = 18. A. r. Mặc khác: IAB = I’r = IB2 = R 2 Do hiệu điện thế U và điện trở dây nối không thay đổi nên: UAB = Ur + U1 = Ir.r + 100 = 5.r +100 (1) ’ UAB = Ur + U2 = I r.r + 99 = 5,5.r +99 (2) Từ (1) và (2) ta có: 5.r +100 = 5,5.r +99 0,5.r = 1 r=2Ω Suy ra: UAB = 5.r +100 = 5.2 + 100 = 110 V b) Chiều dài của dây điện trở làm bếp thứ nhất: Ta có: Suy ra: Trong đó:. R= ℓ=. S=. ρ. ℓ S. R1. B. 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,25 0,25. R. S ρ π. C. 0,25. 1 ( d )2 .R = 3,14. 2 2. 1 20 .3 ,14 . 0 , 16. 10−6 4 ℓ= −8 30 .10. ℓ=8,373 m c). Nhiệt lượng tỏa ra của bếp thứ nhất trong thời gian 14 phút Qtỏa ra = U.I.t Cường độ dòng điện qua bếp lúc này là: U 120 = =6 I = R 20 A. Qtỏa ra = 120.6.840 = 604800 J Nhiệt lượng thu vào của nước:. 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25.

<span class='text_page_counter'>(4)</span> Qthu vào = mc(t2 – t1) = 4200.m.(100 – 20) = 336000.m Theo định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng thì: Qtỏa ra = Qthu vào Hay 604800 = 336000.m m = 1,8 kg d). Do điện trở tỷ lệ thuận với chiều dài của dây nên khi cắt ngắn chiều dài đi một nữa thì điện trở của bếp cũng giãm đi một nữa: R 20 = =10 2 2. ’. R =. Ω. 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25. U 120 =12 ' R = 10 A. Cường độ dòng điện qua bếp lúc này là: I’ = 0,25 Nhiệt lượng tỏa ra của bếp: QTỏa ra = U.I’.t = 120.12.t = 1440.t Nhiệt lượng thu vào của nước: Qthu vào = mc(t2 – t1) = 4200.1,8.80 = 604800J Ta có: Qtỏa ra = Qthu vào hay 1440.t = 604800 ⇒ t = 420s = 7 phút 0,25 Vậy thời gian giảm đi một nữa. Nhận xét cách làm này: Ưu điểm: Có lợi về thời gian vì điện trở giảm, cường độ dòng điện lớn nhiệt 0,25 lượng tỏa ra nhiều làm thời gian đun nước giảm. Nhược điểm: Có hại cho thiết bị điện, mạng điện và người sử dụng vì: + Dây điện trở của bếp chịu cường độ dòng điện lớn dễ bị đứt. + Cường độ dòng điện qua thiết bị lớn dễ làm nóng dây dẫn, cháy ổ cắm, gây chạm mạch, chập mạch trong mạng điện. + Cường độ lớn, nhiệt độ cao, gây nguy hiểm cho người sử dụng. Bài 4 a). Vì RA = 0 nên ta chập C với D làm một và vẽ lại mạch điện như hình 1: 6 điểm I1 A. I2 C R1. C B. R2. A. R1. A. R2. R3. D. R4. B. D R3. Hình 1. R4. R 1 . R3. Hình 2. 30. 90 = - Vì R1//R3 nên: R13 = R 1 + R3 30+90 22,5 Ω R 2 . R 4 60 . 20 = = R + R 60+20 2 4 - Vì R2//R4 nên: R24 = 15 Ω =. Điện trở tương đương của mạch AB: RAB = R13 +R24 = 22,5 +15 = 37,5 Ω U AB 75 = =2 R AB 37 , 5 A. Cường độ dòng diện qua mạch AB: IAB = Vì R13 mắc nối tiếp với R24 nên: IAB = IAC = ICB = 2A ⇒ UR1 = UR3 = UAC = IAC.R13 = 2.22,5 =45V UR2 = UR4 = UCB = ICB.R24 = 2.15 =30V U R 1 45 = =1,5 R 30 1 Cường độ dòng điện I1 qua R1: I1 = A U R 2 30 = =0,5 R 60 2 Cường độ dòng điện I2 qua R2: I1 = A. 0,25 0,25 0,25 0,5 0,5 0,5 0,25 0,25 0,5.

<span class='text_page_counter'>(5)</span> Vì I1 > I2 nên dòng điện qua ampe kế có chiều từ C đến D và có cường độ là: IA = I1 – I2 = 1,5 – 0,5 =1A b). Theo đề bài vì IA = 0 nên mạch điện được vẽ lại như hình 2: Vì IA = 0 nên UCD = IA.RA = 0 ⇒ UAC = UAD hay I1.R1 = I3.R3 (1) U AB. Mặc khác:. I1 = I2 = R 1 + R2 I3 = I4 = R 3 + R 4 U AB . R1. Từ (1) và (2) ta có:. R1 +R 2. =. U AB . R3 R3 +R 4. R1 ⇔. R 1 + R2. =. R3 R 3+ R 4. R1(R3+R4) = R3(R1+R2) Thay số vào ta tìm được R4 = 180 Ω Chú ý : Học sinh làm cách khác, nếu đúng cho đủ điểm theo từng câu. ⇔. 0,5 0,5. (2). U AB. 0,5. 0,5 0,25 0,5.

<span class='text_page_counter'>(6)</span>

<span class='text_page_counter'>(7)</span>