Đề thi chọn học sinh giỏi cấp huyện - Môn: Vật lí khối 9

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi cấp huyện - Môn: Vật lí khối 9

1. UBND HUYỆN KINH MÔN ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN PHÒNG GD&ĐT KINH MÔN NĂM HỌC: 2017 - 2018 MÔN: VẬT LÍ - LỚP 9 Thời gian làm bài: 120 phút (Đề bài gồm: 5 câu, 1 trang) Câu 1(2,5 điểm): Một người dự định đi bộ một quãng đường với vận tốc không đổi v 1 = 5km/h. Khi đi được đúng nửa quãng đường thì nhờ bạn đèo xe đạp đi với vận tốc không đổi v 2 =12km/h, do đó đến sớm hơn dự định là 28 phút. Hỏi nếu người đó đi bộ hết toàn bộ quãng đường thì mất bao nhiêu thời gian? Câu 2(2,5 điểm): Có một số vật rắn hoàn toàn giống nhau đều ở nhiệt độ t x. Người ta thả từng 0 vật vào bình cách nhiệt chứa nước có nhiệt độ ban đầu là t0 = 36 C, sau khi cân bằng nhiệt thì lấy 0 vật thứ nhất ra rồi thả tiếp vật thứ hai vào. Vật thứ nhất khi lấy ra có nhiệt độ t 1 = 33 C, vật thứ 0 hai khi lấy ra có nhiệt độ t2 = 30,5 C. Biết chỉ có nước và vật rắn trao đổi nhiệt với nhau. a) Tìm nhiệt độ ban đầu của vật rắn. b) Cần phải thả đến vật thứ bao nhiêu thì khi lấy ra nhiệt độ của nước trong bình bắt đầu nhỏ hơn 250C. Câu 3 (2,0 điểm): Biết R1 = 4 , R2 = R4 = 6 , U C = 7,8V. Bỏ qua điện trở của khóa k. R1 R3 a) Khi khóa k mở thì cường độ dòng điện qua R 1 k lớn gấp 2 lần cường độ dòng điện qua R2. Tính R3. R2 R4 b) Đóng khóa k, với giá trị R3 tìm được ở câu a, hãy tính cường độ dòng chạy qua khóa k và chỉ rõ D chiều dòng điện qua khóa k. + U - A B Câu 4 (2,0 điểm): Cho mạch điện như hình vẽ. + C D E Biết các điện trở có cùng giá trị là R các vôn kế A R R R giống nhau và cùng có điện trở R V, vôn kế V 1 chỉ V V1 V2 R UV1= 22V, vôn kế V2 chỉ U V2 = 6V. Xác định số B R R R chỉ UV của vôn kế V. _ G K F Câu 5 (1,0 điểm): Trong một hộp kín X có mạch điện ghép bởi các điện trở giống nhau, mỗi điện trở có giá trị r. Người 1 Hộp X 4 ta đo điện trở các đầu dây và thấy rằng điện trở giữa hai đầu 2 3 2 và 4 là R24 = 0; R13 = 2r/3; R12 = R14 = R34 = 5r/3. Bỏ qua điện trở dây nối. Hãy xác định cách mắc đơn giản nhất các điện trở trong hộp kín. Hết Họ và tên học sinh . Số báo danh Giám thị 1 Giám thị 2
2. UBND HUYỆN KINH MÔN HƯỚNG DẪN CHẤM HỌC SINH GIỎI PHÒNG GD&ĐT KINH MÔN NĂM HỌC: 2017 – 2018 Môn: VẬT LÍ- LỚP 9 A. HƯỚNG DẪN CHUNG + Thí sinh làm bài theo cách riêng nhưng đáp ứng được yêu cầu cơ bản vẫn cho đủ số điểm. + Việc chi tiết hóa điểm số (nếu có) so với biểu điểm phải đảm bảo không sai lệch so với hướng dẫn chấm đã được thống nhất trong hội đồng chấm + Sau khi cộng điểm toàn bài, điểm tổng của bài để lẻ đến 0,25đ . B. ĐÁP ÁN VÀ THANG ĐIỂM Câu Nội dung đáp án Điểm S S 0,5 Thời gian dự định đi bộ cả quãng đường là: t1 (h) v1 5 Thời gian thực đã đi của người đó là: S S 0,5 2 2 S S S S S S t2 v1 v2 2v1 2v2 2.5 2.12 10 24 1 28 S S S 28 0,5 Theo đề bài, ta có: t t 1 2 60 5 10 24 60 Giải phương trình trên, ta được: S = 8km 0,5 S 8 0,5 Thời gian dự định đi bộ cả quãng đường là: t 1,6h 1h36' 1 5 5 Gọi khối lượng và nhiệt dung riêng của nước trong bình là:m,c Khối lượng và nhiệt dung riêng của quả cầu là:m1, c1 0,25 - Sau mỗi lần thả vật rắn thì nhiệt độ của nước trong bình giảm chứng tỏ 0 tx <t0=36 C Lần 1: Nhiệt lượng do nước tỏa ra là: QTỏa1 = mc.(t0 - t1) 0,25 Nhiệt lượng do vật rắn thứ 1 thu vào là: QThu1 = m1.c1.(t1 - tx) 0,25 Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt cho lần thứ nhất ta có: 2a m.c t1 - t x 0,25 QTỏa1 = QThu1 mc.(t0 - t1) = m1.c1.(t1 - tx)  (*) m1.c1 t0 t1 Lần 2: Nhiệt lượng do nước tỏa ra là: QTỏa2= mc.(t1- t2) 0,25 Nhiệt lượng do vật thứ 2 thu vào là: QThu2 = m1.c1.(t2- tx) 0,25 Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt cho lần thứ nhất ta có: m.c t2 tx 0,25 QTỏa2 = QThu2 mc.(t1- t2) = m1.c1.(t2- tx) ( ) m1.c1 t1 t2
3. t1 tx t2 tx 0 0,5 Từ pt (*) và ( ), ta có : tx 18 C t0 t1 t1 t2 m.c t t 33 18 Từ pt (1), ta có: 1 x 5 m1.c1 t0 t1 36 33 Tương tự khi ta thả đến vật thứ n vào bình thì ta cũng có: 0,25 mc tn tx QTỏa n = QThu n mc.(tn-1 - tn) = mn.cn.(tn - tx)  5 mncn tn 1 tn tn tx Vậy ta có: 5 hay tn - tx = 5 (tn-1 - tn) tn 1 tn Thay tx = 18 vào pt trên ta có: tn - 18 = 5 (tn-1 - tn) 5.tn 1 6.tn = 5tn-1 + 18 t 3 n 6 5.t 5.36 Với n = 1 ta có: t 0 3 3 330 C (Như đề bài) 1 6 6 5.t1 5.33 0 Với n = 2 ta có:t2 3 3 30,5 C (Như đề bài) 6 6 0,25 5.t 5.30,5 Với n = 3 ta có:t 2 3 3 28,40 C 2b 3 6 6 5.t 5.28,4 Với n = 4 ta có:t 3 3 3 26,70 C 4 6 6 5.t 5.26,7 Với n = 5 ta có:t 4 3 3 25,30 C 5 6 6 5.t 5.25,3 Với n = 6 ta có:t 5 3 3 24,10 C 6 6 6 * Khi khóa k mở, mạch điện có dạng: (R1 nt R3) // (R2 nt R4) U U U 0,25 Cường độ dòng điện qua R13 là: I13 I1 I3 R13 R1 R3 4 R3 U U U U 0,25 3a Cường độ dòng điện qua R24 là: I24 I2 I4 R24 R2 R4 6 6 12 U U 0,25 Theo đề bài, ta có: I1 2I2 2 4 R3 12 Giải phương trình trên tìm được : R3 2 0,25 * Khi khóa k đóng, mạch điện có dạng: ( R1 // R2) nt ( R3 // R4 ) R1.R2 4.6 Điện trở tương đương của R1 và R2 là: R12 2,4 R1 R2 4 6
4. R3.R4 2.6 Điện trở tương đương của R3 và R4 là: R34 1,5 R3 R4 2 6 0,25 Điện trở tương đương của mạch là: R R12 R34 2,4 1,5 3,9 3b U 7,8 Cường độ dòng điện trong mạch chính là: I 2A I I R 3,9 12 34 R2 6 Cường độ dòng điện chạy qua R1 là: I1 I12 2 1,2A 0,25 R1 R2 4 6 R 6 Cường độ dòng điện chạy qua R là: I I 4 2 1,5A 3 3 34 0,25 R3 R4 2 6 Ta thấy I3 = 1,5A > I1 = 1,2A nên dòng điện qua khóa k có chiều từ D đến C. 0,25 Vậy tại nút C, ta có: I3 = I1 + Ik I3 - I1 = Ik Ik = 1,5 - 1,2 = 0,3A + I C I1 DI2 E I3 A R R R 0,25 V V1 V2 R B R R R _ G K F Mạch điện có dạng 3R / /R nt2R / / R nt2R / / R V V  V Chiều dòng điện chạy qua các điện trở, vôn kế kí hiệu và biểu diễn như hình vẽ. 4 Tại nút E, ta có: 0,25 I2 IV2 I3 U U U U V1 V2 V2 EF 0,25 2R RV 3R 22 6 6 6 0,5 RV R 2R RV 3R Tại nút D, ta có: I 1 I V 1 I 2 0,25 U U U U U V V 1 V 1 V 1 V 2 2 R R V 2 R 0,25 U 2 2 2 2 2 2 6 0,25 V U 8 2 ( V ) 2 R R 2 R V
5. - Vì R24 = 0 nên giữa đầu 2 và đầu 4 sẽ không có điện trở mà chỉ nối với 0,25 nhau bởi dây dẫn. 2r - Vì: R r nên giữa đầu 1 và r 13 3 1 3 đầu 3 phải có r mắc song song với r r nhóm điện trở A nào Nhóm A - Gọi RA là điện trở tương đương của 0,25 5 nhóm điện trở A r.RA 2r Ta có mạch điện có dạng trên Ta có: RA 2r r RA 3 Vậy trong nhóm điện trở A có r nối tiếp với r 5r 0,25 Vì: R R R R r nên giữa các điểm 1 và 2; 1 và 4; 3 và 4; 2 12 14 34 23 3 và 3 phải có r mắc nối tiếp với nhóm điện trở B nào đó, sao cho: 5r 5r 2r r R R r B 3 B 3 3 Vậy điện trở tương đương trong nhóm điện trở B giống điện trở tương đương trong nhóm điện trở ở hai điểm 1 và 3. Vậy sơ đồ cách mắc đơn giản trong hộp kín sẽ là r mắc nối tiếp với nhóm điện trở ở 2 điểm 1 và 3. r 1 4 0,25 r r r 2 3 Hộp kín X