Đề thi chọn học sinh giỏi môn Vật lý Lớp 9 - Năm học 2015-2016 - Trường THCS Tân Ước (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi môn Vật lý Lớp 9 - Năm học 2015-2016 - Trường THCS Tân Ước (Có đáp án)

1. PHÒNG GD & ĐT THANH OAI ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 TRƯỜNG THCS TÂN ƯỚC NĂM HỌC 2015-2016 Môn thi: Vật lý Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) ĐềĐề chính chính thức thức (Đề này gồm 02 trang) Câu 1 (5 điểm): Lúc 6 giờ 20 phút hai bạn Lan và Nga chở nhau xe đạp đi học với vận tốc v 1= 12 km/h. Sau khi đi được 10 phút Lan chợt nhớ mình bỏ quên vở ở nhà nên quay lại lấy và đuổi theo với vận tốc như cũ. Trong lúc đó Nga tiếp tục đi bộ đến trường với vận tốc v2 = 6 km/h và hai bạn gặp nhau tại trường. a) Hai bạn đến trường lúc mấy giờ? Đúng giờ hay trễ học? b) Tính quãng đường từ nhà đến trường? c) Để đến nơi đúng giờ vào học, bạn Lan quay về bằng xe đạp phải đi với vận tốc bằng bao nhiêu? Hai bạn gặp nhau lúc mấy giờ? Nơi gặp nhau cách trường bao xa? Câu 2 (6 điểm): Cho mạch điện như hình 1.51 Trong đó U = 36 V, R1 = 24 Ω, R2 = 18Ω, R4 = 12 Ω, R3 là biến trở, ampe kế có điện trở nhỏ không đáng kể. a) Cho R3 = 12 Ω. Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở và số chỉ của ampe kế. b) Thay ampe kế bằng vôn kế có điện trở vô cùng lớn. Tìm R3 để số chỉ của vôn kế là 24 V. Nếu tăng R3 thì số chỉ của vôn kế tăng hay giảm? B C©u 3 (5 điểm) Cho mạch điện như hình vẽ. Biết hiệu điện thế đặt vào mạch U = 6 V không đổi. R1 = 2  ; R2 = 3  ; Đèn Đ ghi (3 V – 3 W) và coi điện trở của đèn không đổi. Dây + - nối không đáng kể. X U U R1 R2 a) RAC = 2  . Tính công suất tiêu thụ của đèn. b) Tính RAC để đèn sáng bình thường. C A 1
2. Câu 4 (4 điểm): Dùng một bếp điện loại 200 V – 1000 W hoạt động ở hiệu điện thế 150 V để đun sôi ấm nước. Bếp có hiệu suất 80 %. Sự tỏa nhiệt của ấm ra không khí như sau: Nếu thử tắt điện thì sau một phút nước hạ xuống 0,5 oC. Khối lượng của ấm và nước lần lượt là m1= 100 g, m2= 500g; nhiệt dung riêng của ấm và nước lần lượt là o C1= 600 J/kg.K, C2 = 4200 J/kg.K. Nhiệt độ ban đầu là 20 C. Tìm thời gian đun nước cần thiêt để sôi. Hết Lưu ý: Giám thị coi thi không giải thích gì thêm Họ và tên thí sinh: Số báo danh: Người ra đề : Vũ Thị Linh Người duyệt đề: 2
3. PHÒNG GD & ĐT THANH OAI HƯỚNG DẪN CHẤM THI HSG LỚP 9 TRƯỜNG THCS TÂN ƯỚC NĂM HỌC 2015-2016 Môn thi: Vật lý Câu Nội dung Thang Điểm 1 A B C’ C E D (5 đ) a) Quãng đường 2 bạn cùng đi trong 10 phút tức 1/6 h là: 0.25 đ AB = v1/6 = 12/ 6 = 2 (km) Khi Lan đi xe về nhà thì Nga đã đi thêm được đoạn BC là: 0.25 đ BC = v2. 1/6 = 6. 1/6 = 1 (km) Khoảng cách giữa hai bạn khi Lan bắt đầu đuổi theo Nga là AC: AC = AB + BC = 2 + 1 = 3 (km) 0.25 đ Thời gian từ lúc Lan đuổi theo Nga đến lúc gặp nhau ở trường là: 0.25 đ t = AC / (v1 – v2) = 3 /(12 -6) = 0.5 (h) = 30 phút Tổng thời gian đi học là T = 1/6 + 1/6 + 1/2 = 5/6 (h) = 50 0.25 đ phút Thời điểm hai bạn đến trường lúc: 0.25 đ 6 h 20 phút + 50 phút = 7 h 10 phút Hai bạn đến trường trễ mất: 50 phút – 30 phút = 20 phút 0.5 đ b) Quãng đường từ nhà đến trường là: 1đ AD = t . v1 = 1/2. 12 = 6 km c) Gọi vận tốc của Nga phải đi sau khi quay về là v’ (v’>0; 0.25 đ km/h) Gọi vị trí 2 bạn gặp nhau tại E. Tổng thời gian Lan đi được là: t = tAB + tBA + tAD =AB/v1 + BA/ v’ + AD/ v’= 1/6 + 2/v’ + 6/v’ = 1/6 + 8/v’ 0.25đ 0.25 đ Vì Lan đến đúng giờ t = 1/2 h 3
4. Ta có 1/6 + 8/v’ = 1/2 v’ = 24 km/h 0.5 đ Thời gian Nga đi từ B về A là: t = BA/v’= 2/24 =1/12 h BA 0.25 đ Khi đó Lan đi đến C’: AC’ = v2. tBA = 6. 1/12 = 0.5 km 0.25 đ Khoảng cách giữa 2 bạn khi Nga bắt đầu đuổi theo Lan là: 0.25 đ AC’ =AB + BC’ = 2+ 0.5 = 2.5 (km) Thời gian từ lúc Nga bắt đầu đuổi theo Lan đến khi gặp nhau là: 0.25 đ tAE= AC’/(v’-v2) = 2.5/(24 – 6) = 5/ 36 (h) Thời gian Nga đi đến lúc gặp nhau là: 0.25 đ t’= tAB + tBA + tAE = 1/6 + 1/12 +5/36 = 7/18 (h) 23 phút 20 giây Hai người gặp nhau lúc: 6h20 phút + 23 phút 20 giây = 6 h 43 0.25 đ phút 20 giây Vị trí gặp nhau cách trường là ED = v’.(t – t’) = 24 .(1/2 – 7/18) 0.25 đ = 8/3 km 2,67 km Vậy để đi học đúng giờ, Lan phải quay lại đi với vận tốc 24 km/h. Hai bạn gặp nhau lúc 6 h 43 phút 20 giây. Vị trí gặp nhau 0.25 đ cách trường 2,67 km 2 a) Khi mắc ampe kế, cấu tạo mạch (6 đ) R1// [R2 nt (R3//R4)] (vẽ lại mạch) 0.25 đ 36 I1= = = 1.5 A 0.25 đ 24 12 R234= R2 + R34 = 18+ =24 Ω 0.25 đ 2 U 36 I2= = = 1.5 A; 0.25 đ R234 24 R4 I3 = .I1 = 0.75 A; I4 = 0.75 A 0.5đ R3 R4 Ampe kế lí tưởng nên điện thế tại A bằng điện thế tại N Vì điện 0.5 đ thế tại N thấp nhất nên dòng điện đi qua R3 có chiều từ B đến A Suy ra I1 + I3 = IA Thay số IA = 1.5 + 0.75 = 2.25 A 0.5 đ b) Thay ampe kế bằng vôn kế lí tưởng, cấu tạo mạch [(R1 nt R3) // R2]nt R4 (vẽ lại mạch) 0.5 đ Uv = UAN = UMN – UMA = U – U1 0.25 đ → U1 = U – UV = 36 -24 = 12 V 0.25 đ 4
5. 0.25 đ 12 I1= = = 0.5 A 24 0.25 đ Lập phương trình dòng ở nút B: I4 = I1 + I2 0.25 đ U – (U1 +U3)/ R4 = I1 + (U1+U3) /R2 36 – (12 +U3)/ 12 = 0.5 + (12+U3) /18 0.25 đ Giải ta được U3 = 6 V 0.25 đ R3 = U3/I3 = 6/0.5 =12 Ω 0.25 đ Khi tăng R3 thì RMN tăng, I4 giảm. Do I4 giảm, U4 giảm nên U2 tăng, I2 tăng lên. 0.25 đ Ta có I1 = I4 – I2, do I4 giảm, I2 tăng nên I1 giảm Vì I1 giảm nên U1 giảm 0.25 đ Số chỉ của vôn kế là U V = U – U1, do U không đổi, U1 giảm nên 0.25 đ UV tăng. Vậy khi tăng R3 số chỉ vôn kế tăng lên 0.25 đ 3 0.5 ® a. Khi K më: Ta cã s¬ ®å m¹ch ®iÖn: R1nt RD // R2ntRAC (5 đ) §iÖn trë cña ®Ìn lµ: 2 2 2 U U D 3 Tõ c«ng thøc: P = UI = R§ = 3 ) 0.5 đ R PD 3 §iÖn trë cña m¹ch ®iÖn khi ®ã lµ: R R R 3(3 2) R R D 2 AC 2 0,5 đ 1 R R R 3 3 2 D 2 AC 31 R () 8 Khi ®ã c­êng ®é trong m¹ch chÝnh lµ: U 6 48 0.5 đ I (A) R 31 31 8 Tõ s¬ ®å m¹ch ®iÖn ta thÊy: 48 96 96 90 U IR 2 (V) U U U ' U ' U U 6 0,5 đ 1 1 31 31 1 D D 1 31 31 2 90 2 ' U 'D 31 0.5 đ Khi ®ã c«ng suÊt cña ®Ìn § lµ: PD 2,8 (w) RD 3 b. §Ìn s¸ng b×nh th­êng, nªn U§ = 3 (V). 0.25 đ VËy hiÖu ®iÖn thÕ ë hai ®Çu ®iÖn trë lµ: Tõ U = U1 + U§ U1 = U - U§ = 6 - 3 = 3 (v). 0.25 đ C­êng ®é dßng ®iÖn trong m¹ch chÝnh lµ: U1 3 0.25 đ I I1 1,5(A) R1 2 0.25 đ 5
6. P D 3 0.25 đ C­êng ®é dßng ®iÖn qua ®Ìn lµ: ID 1(A) U D 3 Khi ®ã c­êng ®é dßng ®iÖn qua ®iÖn trë R2 lµ: 0.25 đ I2 = I - I§ = 1,5 - 1 = 0,5 (A) 0.25 đ HiÖu ®iÖn thÕ ë hai ®Çu ®iÖn trë R2 lµ: U2 = I2R2 = 0,5.3 = 1,5 (V) HiÖu ®iÖn thÕ ë hai ®Çu RAC lµ: UAC = UĐ – U2= 3 – 1.5 = 1.5 (V) 0.25 đ Điện trở RAC là: U A C 1, 5 R A C 3( ) I A C 0 , 5 4 Gọi thời gian để đun sôi nước là t (s) 0.25đ (4 đ) U 2 200 2 Điện trở của bếp là: R= đm 40 Pđm 1000 0.5 đ Nhiệt lượng mà bếp tỏa ra trong thời gian t là: 150 2 Q = H.A = H t = 0,8. t = 450 t (J) 0.5 đ 40 Nhiệt lượng ấm tỏa ra không khí trong thời gian t là: 1 đ m1c1. t1 m2c2. t1 0,1.600.0,5 0,5.4200.0,5 Q1 = .t .t 18t(J ) 60 60 Nhiệt lượng nước và ấm thu vào để sôi nước là: Q2 = m1c1 2 + m2c2 2 =0,1.600.(100 20) 0,5.4200.(100 20) 172800(J ) 1 đ Ta có phương trình: Q = Q1+ Q2 0.5 đ → 450 t =18t + 172800 → t = 400 (s) = 6 phút 40 giây Thời gian để đun sôi nước là 6 phút 40 giây 0.25đ Tân Ước, ngày 27 tháng 10 năm 2015 DUYỆT CỦA BGH DUYỆT CỦA TỔ CM NGƯỜI RA ĐỀ Vũ Thị Linh 6