PHÒNG GD&ĐT THANH OAI ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 NĂM HỌC 2014 - 2015 ĐỀ CHÍNH THỨC Môn: Vật lý Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Đề thi gồm có: 01 trang Câu 1: (5 điểm) Hai vật chuyển động thẳng đều trên cùng một đường thẳng. Nếu đi ngược chiều để gặp nhau thì sau 10 giây khoảng cách giữa hai vật giảm 20m. Nếu đi cùng chiều thì sau 10 giây, khoảng cách giữa hai vật giảm 8m. Hãy tìm vận tốc của mỗi vật. Câu 2: (6 điểm) Một bếp điện có ghi 220V-800W được nối với hiệu điện thế 220Vđược dùng để đun sôi 2 lít nước từ 20oC. Biết hiệu suất sử dụng bếp là H = 80% và nhiệt dung riêng của nước C = 4200j/kg K. Tìm thời gian đun sôi nước và điện năng tiêu thụ ra kwh. Tính tiền điện phải trả trong 1 tháng(30 ngày) cho việc đun nước trên biết mỗi ngày đun 2 ấm nước, giá điện 1400đ/kwh. Biết dây điện trở có đường kính d = 0,2mm, điện trở suất ρ = 5.10-7 Ωm được quấn trên một lõi sứ cách điện hình trụ có đường kính d’=2cm. Tính số vòng dây của bếp điện trên. Tìm khối lượng dây quấn điện trở biết khối lượng riêng của chất liệu làm dây quấn D = 8,9.103kg/m3. Câu 3: (6 điểm) A B Cho mạch điện như hình vẽ bên. Biết R1 = 4, bóng đèn Đ loại: 6V – 3W, R2 là một biến trở. Hiệu điện thế UAB = 10 V (không đổi). a. Xác định R2 để đèn sáng bình thường. b. Xác định R2 để công suất tiêu thụ trên đoạn mạch mắc song song đạt cực đại. Tìm giá trị cực đại đó. Câu 4: (3 điểm) Một bếp điện có ghi (220V – 800 W) được mắc bằng hai dây điện trở giống hệt nhau và mắc song song với nhau. Đặt vào hai đầu bếp một hiệu điện thế 220 V để đun sôi 2kg nước có nhiệt độ ban đầu là 200C , với cn = 4200 J/kg.k và hiệu suất đun bếp là 80%. Tính: Thời gian để đun sôi nước ? Nếu trong khi đun, một dây điện trở bị đứt thì phải mất 20 phút sau nước mới sôi, tính thời gian đun từ đầu đến lúc một dây điện trở bị đứt. /. - Hết - Lưu ý: Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm! PHÒNG GD&ĐT THANH OAI HƯỚNG DẪN CHẤM THI CHỌN HSG LỚP 9 NĂM HỌC 2014 - 2015 Môn: Vật lý Câu 1: (5 điểm) Gọi S1, S2 là quãng đường đi được của các vật. Ta có: S1 = v1.t và S2 = v2.t. 0,5đ Khi đi ngược chiều, độ giảm khoảng cách bằng tổng quãng đường hai vật đã đi: S1 + S2 = 20m. 0,5đ S1 + S2 = (v1 + v2).t = 20m 0,5đ suyra v1 + v2 = S1+S2t=2010=2m/s (1) 0,5đ Khi đi cùng chiều, độ giảm khoảng cách của hai vật bằng hiệu quãng đường hai vật đã đi: S1 – S2 = 8m. 0,5đ S1 - S2 = (v1 - v2).t = 8m 0,5đ suy ra v1 - v2 = S1- S2t=810=0,8m/s (2) 0,5đ Lấy (1) + (2) suy ra 2v1 = 2,8m/s 0,5đ suy ra v1 = 2,8/2 = 1,4m/s. 0,5đ Vận tốc của vật thứ hai là v2 = 2 – 1,4 = 0,6m/s. 0,5đ Câu 2: (6 điểm) a) (2 điểm) Gọi Q là nhiệt lượng cần cung cấp cho nước từ 20oC để sôi (100oC). Q = m.c.Δt (0.5 đ) Gọi Q’ là nhiệt lượngdo dòng điện tỏa ra: Q’ = P.t Trong đó t là thời gian đun nước Theo đề bài ta có : H =QQ’ = m.c.ΔtPt hay t = m.c.ΔtP.H Thay số: t = 1050s = 17ph30s (1 đ) Điện năng tiêu thụ của bếp: A = Pt = 800.10503600 = 233,33Wh =0,23 kwh (0.5 đ) b) (1 điểm) Điện năng tiêu thụ 1 tháng:A’ = 30.2.A Tiền điện phải trả hàng tháng T= A’.1400 = 30.2.W.1400 = 19320đ c) (2 điểm) Điện trở của dây : R = ρ.1S = ρ.πd'nπd24 = 4ρd'nd2 (n số vòng dây) Mặt khác : R = U2P hay: 4ρd'nd2 = U2P ⇨ n = U2d2 4ρd'P = 60,5 vòng. d) (1 điểm) Khối lượng dây quấn m = D.V= D.l.s= D.n.π.d’.π.d2/4= 0,001kg. Câu 3: (6 điểm) a. - Đèn sáng bình thường => - Đ = 3W => - IĐ = 0,5A - UĐ = 6V - RĐ = 12Ω 0,5 điểm - Vì Đ // R2 => U2 = U2Đ = UĐ = 6V - Vì R1nt R2,Đ => U1 = Um – U2Đ = 4V 0,75 điểm - Cường độ dòng điện chạy qua R1: I1 = 1A - Vì R2nt R2Đ => I2Đ = I2 + IĐ = I1 => I2 = 0,5A 0,75 điểm - Vậy giá trị của R2đểđèn sang bìnhthường: R2 = 12Ω 0,5 điểm b. – Gọi giá trị của R2đểcôngsuấttiêuthụtrênđoạnmạch song songđạtcựcđạilà R2’ (Ω, R2’ > 0) - Vì R2’ //Đ => R2’Đ = (Ω) (1) - Vì R1nt R2’Đ =>Rm = 4 + R2’Đ 0,5 điểm => Các cường độ dòng điện: I1 = I2’Đ = Im = (A) 0,5 điểm - Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch song song: 2’Đ = .R2’Đ = 0,75 điểm - Thấy: 2’Đ = = 6,25 W (AD BĐT cô si cho 2 số dương 4 và R2’Đ) 0,75 điểm - Dấu bằng xảy ra R2’Đ = 4 Ω R2’Đ = 6Ω 0,5 điểm - Vậy công suất trên đoạn mạch song song đạt cực đại bằng 6,25W khi giá trị của biến trở R2’ = 6Ω 0,5 điểm Câu 4: (3 điểm) Tính điện trở của bếp R = 2202 / 800 = 60,5 Ω Do có hai dây điện trở mắc song song nên điện trở của một dây là 60,5.2 = 121 Ω. Bếp đun đúng HĐT định mức nên công suất P = 800W Khi đun sôi 2 kg nước nhiệt lượng có ích là Qthu = mc(100 – 20) = 2.4200.80 = 672 000 (J) Do có hiệu suất H =80% ; Qtỏa = 672 000 : 0,8 = 840 000 (J) (Qtỏa = A= P.t) Thời gian đun sôi nước là : t = A/P = 1050 (s) Gọi thời gian từ khi đun nước tới khi bị đứt một dây điện trở là t (s) Điện năng tiêu thụ trong t (s) là A1 = P.t = 800 t (J) Khi bị đứt 1 dây điện trở thì điện trở của bếp là 121 Ω , suy ra công suất bếp khi đó là P’ = 220 2/121 = 400 W. Điện năng tiêu thụ trong thời gian đun còn lại là A2 = P’ .(20.60 –t) Ta có A1 + A2 = Qtỏa 800 t + 400(1200-t) = 840 000 t = 300 (s) 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ - Hết – TRƯỜNG THCS BÌNH MINH ĐỀ THI CHỌN HSG MÔN VẬT LÍ LỚP 9 (2014-2015) (Thời gian làm bài 120 phút) Bài 1: (5 điềm) Một chiếc xe phải đi từ địa điểm A đến địa điểm B trong một thời gian quy định. Nếu xe chuyển động từ A đến B với vận tốc 48 km/h, xe sẽ đến B sớm hơn 18 phút so với thời gian quy định. Nếu xe chuyển động với vận tốc 12 km/h, xe sẽ đến B trễ hơn 27 phút so với thời gian quy định. Tìm quãng đường AB và thời gian quy định. Để chuyển động từ A đến B đúng thời gian quy định, xe chuyển động từ A đến C (C thuộc AB) với vận tốc 48 km/h rồi tiếp tục đi từ C đến B với 12km/h . Tìm chiều dài quãng đường BC. A Bài 2: (6 điểm) Cho mạch điện như hình vẽ, hiệu điện thế đặt vào mạch U = 6 V không đổi. R1= 2 Ω ; R2= 3 Ω; Rx = 12 Ω R1 Đ đèn ghi 3V-3W, coi điện trở của đèn không đổi. U Điện trở của ampe kế, dây nối không đáng kể R2 1.K ngắt: a) RAC = 2 Ω . Tính công suất tiêu thụ ở đèn B C A b)Tính RAC để đèn sáng bình thường K 2. K đóng: công suất tiêu thụ ở R2 là 0,75W. Xác định vị trí con chạy C và tính số chỉ của am pe kế Bài 3: (6 điểm) Cho mạch điện như hình vẽ. R2 Nếu đặt vào AB một hiệu điện thế A C 10 V thì thu được ở CD một hiệu điện thế 4V và dòng điện đi R1 R3 qua R2 là 1A. Khi đặt vào CD một hiệu điện thế 6 V thì thu được ở AB một hiệu điện thế là 1,5 V . Tìm R1 ; R2 ; R3 B D Với các giá trị điện trở tìm được ở trên. Mắc vào CD một đèn ghi 6V-6W. Đèn sáng bình thường khi nối AB vào một nguồn điện. Tính giá trị hiệu điện thế AB ? Bài 4: (3điểm) Một bếp điện có ghi (220V – 800 W) được mắc bằng hai dây điện trở giống hệt nhau và mắc song song với nhau. Đặt vào hai đầu bếp một hiệu điện thế 220 V để đun sôi 2kg nước có nhiệt độ ban đầu là 200C , với cn = 4200 J/kg.k và hiệu suất đun bếp là 80%. Tính: Thời gian để đun sôi nước ? Nếu trong khi đun, một dây điện trở bị đứt thì phải mất 20 phút sau nước mới sôi, tính thời gian đun từ đầu đến lúc một dây điện trở bị đứt. /. Đáp án và biểu điểm môn Vật lí 9 Câu Nội dung Điểm 1 (5đ) Gọi chiều dài quãng đường AB là s (km; S>0) Gọi thời gian đã định đi hết quãng đường AB là t (h, t>0) Nếu đi vận tốc 48 km/h thì thời gian thực tế đi hết quãng đường AB là: s/48 = t – 18/60 Nếu đi vận tốc 12 km/h thì thời gian thực tế đi hết quãng đường AB là: s/12 = t + 27/60 giải được t = 11/20 h = 33 phút s = 12km/h Đặt t1 là thời gian đi từ A đến C vậy t-t1 là thời gian đi từ c tới B Ta có 48.t1 + 12 (11/20 – t1) = 12 Giải được t1 = 3/20 h = 9 phút Quãng đường AC = 7,2 km ; CB = 4,8 km 1 đ 1 đ 0,5 đ 1 đ 1 đ 0,5 đ 2.1 (3đ) Kngắt: Vẽ lại được mạch R1 nt (Rđ// (R2ntRAC)) Tính điện trở của đèn Rđ = U2/P = 32/3 = 3 Ω Tính điện trở tương đương của mạch Rtd = 3,875 Ω Tính được cường độ dòng điện mạch chính I = 6: 3,875 = 1,55 (A) Tính được hiệu điện thế của đèn là Uđ = I2.Rđ = 2,9 V Tính được công suất của đèn là Pđ = 2,8 W Đề đèn sáng bình thường Uđ = 3 V ; Iđ = 1 A Tính được U1 = 6-3 = 3 V ; suy ra Ic = 3: 2 = 1,5 A ; suy ra I2;AC = 1,5 -1 =0,5 A Tính được R2; AC = 3: 0,5 = 6 Ω ; suy ra RAC = 6-3 = 3 Ω Vậy khi con chạy C ở vị trí sao cho RAC = 3 Ω thì đèn sáng bình thường 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 2.2 (3đ) K đóng vẽ lại được mạch R1 nt(Rđ//(R2 nt(RAC//RCB))) Tính được U2 = 1,5 V; I2 = 1,5:3 = 0,5 A . Mặt khác Ic .R1 + (Ic- I2).Rđ = U hay Ic .2 + (Ic – 0,5).3 = 6 ; suy ra Ic = 1,5A ; suy ra U2;AC = Ud = 3 V ; suy ra UAC = 1,5 V suy ra điện trở tương đương RAC // RCB là 3 Ω suy ra RAC = RCB = 6 Ω Vậy vị trí con chạy ở trung điểm AB. Cường độ dòng điện đi qua RCB = 1,5 : 6 = 0,25 A; Chỉ số ampeke là IA = Ic -I CB = 1,5 -0,25 = 1,25 A 0,5 đ 0,5đ 0,5 đ 1 đ 0,5 đ 3.1 (3đ) Nếu UAB = 10 V ; UCD = 4 V do đó U3 = UCD = 4 V Do mạch có R1//( R2 nt R3) Suy ra được I2 = I3 = 1A ; suy ra R3 = 4: 1 = 4 Ω Suy ra U2 = 10 -4 = 6 V ; suy ra R2 = 6:1 = 6 Ω Nếu UCD = 6 V ; UAB = 1,5 V suy ra U2 = 6-1,5 = 4,5 V Suy ra I2 = 4,5 : 6 = 0,75 A; R1 = 1,5 : 0,75 = 2 Ω 0,5đ 0,5đ 0,5đ 1 đ 0,5đ 3.2 (3đ) Mắc đèn vào CD; mạch có R1 // (R2 nt(R3//Rđ)) Đèn sáng bình thường suy ra Uđ = 6V; Iđ = 1 A ; suy ra U3 = 6 V; suy ra I3 = 6:4 =1,5 A ; suy ra I2 = I3 + Id = 2,5 A Suy ra U2= I2.R2 = 2,5 . 6 = 15 V UAB = U2 + Ud = 15 + 6 = 21 V 1đ 1đ 1đ 4 (3đ) Tính điện trở của bếp R = 2202 / 800 = 60,5 Ω Do có hai dây điện trở mắc song song nên điện trở của một dây là 60,5.2 = 121 Ω. Bếp đun đúng HĐT định mức nên công suất P = 800W Khi đun sôi 2 kg nước nhiệt lượng có ích là Qthu = mc(100 – 20) = 2.4200.80 = 672 000 (J) Do có hiệu suất H =80% ; Qtỏa = 672 000 : 0,8 = 840 000 (J) (Qtỏa = A= P.t) Thời gian đun sôi nước là : t = A/P = 1050 (s) Gọi thời gian từ khi đun nước tới khi bị đứt một dây điện trở là t (s) Điện năng tiêu thụ trong t (s) là A1 = P.t = 800 t (J) Khi bị đứt 1 dây điện trở thì điện trở của bếp là 121 Ω , suy ra công suất bếp khi đó là P’ = 220 2/121 = 400 W. Điện năng tiêu thụ trong thời gian đun còn lại là A2 = P’ .(20.60 –t) Ta có A1 + A2 = Qtỏa 800 t + 400(1200-t) = 840 000 t = 300 (s) 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH OAI TRƯỜNG THCS HỒNG DƯƠNG ĐỀ THI CHỌN HSG CẤP HUYỆN LỚP 9 MÔN: VẬT LÝ NĂM HỌC: 2014 - 2015 Câu 1: (5đ) Hai bình cách nhiệt dung tích 1 lít chứa gần đầy hai lượng nước như nhau ở nhiệt độ 200C và 1000C . Người ta trút nước từ bình nóng sang bình lạnh cho đầy khi đạt cân bằng nhiệt người ta lại trút về bình nóng cho đầy khi đạt cân bằng nhiệt nước ở bình này có nhiệt độ là 74,40C( bỏ qua sự hao phí). Tính lượng nước ban đầu trong mỗi bình? Câu 2: (6đ) Cho mạch điện như hình vẽ (H1): R1 K R4 A B A R2 C M R3 N ( H1) R1 = 45 ; R2 = 90; R3 là một biến trở con chạy có ghi 90; Ampe kế lý tưởng UAB không đổi = 90V. 1. Khi C ở chính giữa biến trở người ta thấy K đóng hay K mở thì chỉ số Ampe kế không thay đổi. tính R4? Đóng khóa K dịch chuyển con chạy C trên R3 hãy: Viết biểu thức liên hệ giữa số chỉ Am pe kế với R3? Tìm vị trí của C để số chỉ Am pe kế nhỏ nhất ? Lớn nhất ? và giá trị đó là bao nhiêu? Câu III: ( 6đ) Cho mạch điện như hình vẽ (2); V ( H2) R1 M N U C D E R2 R3 A R4 K2 K1 F R5 UMN = 63V không đổi; R1 = R2 = R3 = R4 = 10. Vôn kế và Am pe kế lí tưởng; Dây nối và các khóa K1, K2 có điện trở không đáng kể. K1 mở, K2 mở . Tìm số chỉ Vôn kế. K1 mở, K2 đóng, Vôn kế chỉ 40,5 V. Tìm R5 ? K1 đóng, K2 đóng. Tìm số chỉ Vôn kế ? Am pe kế ? và công suất tiêu thụ trên đoạn mạch CE? Câu IV:( 3đ) Một chùm sáng song song hợp với một mặt phẳng nằm ngang góc = 600 . Chùm sáng chiếu vào một gương phẳng hình tròn đặt trên mặt bàn sao cho tạo ra một vệt sáng phản xạ trên bức tường thẳng đứng gần đó. Phải đặt gương hợp với mặt phẳng nằm ngang một góc bao nhiêu độ để đường kính vệt sáng đúng bằng đường kính của gương? Cũng như câu hỏi a cho = 450. _______________________ Hết ________________________ (Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm) HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HSG MÔN VẬT LÝ 9 NĂM HỌC 2014-2015 Câu I: (5đ) Gọi lượng nước có trong mỗi bình là m . ( 0,5<m<1; kg) Gọi nhiệt lượng cân bằng ở bình nước lạnh lúc cân bằng là . ( 200C < < 74,40C); Gọi C là nhiệt dung riêng của nước. - Ta có nhiệt lượng tỏa ra của (1-m) kg nước khi hạ nhiệt độ từ 1000C xuống - Q1 = Cmt = C(1-m)(100-) (1) (J) - Nhiệt lượng thu vào của m (kg) nước để tăng nhiệt độ từ 200C đến - Q2 = Cmt = Cm (-20) (2) Q1 = Q2 C(1-m)(100-) = Cm (-20) (*) - Ta có nhiệt lượng tỏa ra của (2m-1) kg khi hạ nhiệt độ từ 1000C 74,40C - Q3 = Cmt = C ( 2m-1) (100- 74,4) (3) - Ta có nhiệt lượng thu vào của 2(1-m) kg nước để tăng nhiệt độ từ 74,40C - Q4 = Cmt = C 2(1-m) ( 74,4 - ) (4) Q3 = Q4 C ( 2m-1) (100- 74,4) = C 2(1-m) ( 74,4 - ) (**) Giải hệ PT ta có m = 0,8kg Câu II : 6đ 1. Khi C ở chính giữa MN K mở ta có Ta có Mà số chỉ Ampe kế là I qua R4 : K đóng mạch điện Ta có Nên Vậy số chỉ Am pe kế là I qua R4 Theo bài ra ta có PT: = 2. Khi K đóng Gọi ta có Nên Vậy số chỉ Am pe kế là .=. Khi = 0 tức là không có điện Tức là Am pe kế chỉ 0 Khi Số chỉ Am pe kế tăng . Khi C N Số chỉ Am pe kế lớn nhất Câu III: (6đ) Khi K1, K 2 mở Mạch R1 nt R2 nt R3 Ta có Nên Số chỉ Am pe kế là Khi K1 mở, K2 đóng , mạch điện ta có số chỉ Vôn kế là 40,5(V) Mà Nên Do đó Vậy Vậy K1, K2 đóng. Mạch điện Ta có Vậy số chỉ của Vôn kế là: Vậy số chỉ Am pe kế là: Câu IV: (3đ) Vẽ hình đúng ( 1đ) A’ y A B’ O M B H Vì là hình thang cân cân tại H Nên ta có Với Với 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 1đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 1đ 0,5đ 0,5đ 1đ 1,5đ 1,5đ 1,5đ 1đ 1đ 0,5đ 0,5đ PHÒNG GD&ĐT THANH OAI TRƯỜNG THCS NGUYỄN TRỰC - TTKB ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 NĂM HỌC 2014 – 2015 MÔN: VẬT LÝ Thờigian: 150 phút (Khôngkểthờigiangiaođề) Câu 1: (5 điểm) Một khối gỗ hình hộpchữ nhật có tiết diện S = 40cm2, cao h = 10cm, có khối lượng 160g. a.Thả khối gỗ vào nước .Tìm chiều cao của phần gỗ nổi trên nước. Cho khối lượng riêng của nướclà D0 = 1000 kg/m3. b.Bây giờ người ta khoét một lỗ có diện tích S1 = 4cm2 và độ sâu h1 rồi lấp đầy chì có khối lượng riêng D1 = 11300kg/m3. Khi thả vào nước người ta thấy mực nước bằng với mặt trên của khối gỗ.Tìm h1của lỗ. Câu 2:(6điểm)Cho mạch điện như hình vẽ bên. Biết R1 = R2 = R3 = 12 W ; R4 = 4 W, UAB = 36V. Ampe kế có điện trở rất nhỏ, vôn kế có điện trở rất lớn. a. Tìm số chỉ của vôn kế? b. Nếu thay vôn kế bằng ampe kế, tìm số chỉ của ampe kế? A B Câu 3:(6điểm) Cho mạch điện như hình vẽ bên. Biết R1 = 4, bóng đèn Đ loại: 6V – 3W, R2 là một biến trở. Hiệu điện thế UAB = 10 V (không đổi). a. Xác định R2 để đèn sáng bình thường. b. Xác định R2 để công suất tiêu thụ trên đoạn mạch mắc song song đạt cực đại. Tìm giá trị cực đại đó. Câu 4:(3 điểm) Có một số điện trở loại 1Ω - 2A. a. Hỏi phải dùng ít nhất bao nhiêu điện trở trên để mắc thành mạch có điện trở Ω b. Tính hiệu điện thế tối đa có thể mắc vào mạch điện ở câu a ĐÁP ÁN MÔN LÝ Câu 1 5 điểm a. - Tínhđượctrọnglượnggỗ: Pgỗ= m . 10 = 1,6 (N) 0,5 điểm - Khi thảvàonướckhốigỗcânbằng. Từđiềukiệncânbằng, ta có P = F P = dn .Vngập 0,5 điểm P = dn . (h là phầnchiềucaongập) 0,75 điểm - Vậychiềucaophầngỗnổi là:hn = 10 - 4 = 6 ( cm) 0,25 điểm b. Tínhđượckhốilượngriêngcủagỗlà: 0,5 điểm - Khốilượnggỗcònlạisaukhikhoétlà:m - m1 = m - V1 .Dgỗ - Khốilượngchìlấpvàolà: m2 = V1 .D1 0,5 điểm - Vậykhốilượngtổngcộnglà: ( m - m1 + m2) (kg). 0,5 điểm - Trọnglượngtoànphầncủakhốigỗ: P = 10.m = 10 ( m - m1 + m2) (N) 0,5 điểm - Vìkhốigỗcânbằngngậphoàntoànnêntheođiềukiệncânbằng ta có: P = F 10( m - m1 + m2) = dn . S . h (*) 0,5 điểm - Thaym1 =Dgỗ . S1 . h1; m2 =Dchì. S1 .h1vào (*) Chiềucaophầngỗcầnkhoétlà: h1 = 5,5 (cm). 0, 5 điểm Câu 2: 6điểm a. – Vẽđượcmạchđiệntươngđương [R1 // (R2 nt R3)] 0,5 điểm - Tínhđược R23 = 24Ω; R123 = 8 Ω 0,5 điểm - Vìmạchgồm R4nt R123 => U123 =Um – U4 = 24V 0,75 điểm - Vì R1//R23 => U23 = U123 = 24V - Vì R2nt R3 => U3 = = 12V 0,75 điểm - Số chỉ vôn kế: Uv = UMB = U3 + U4 = 24V 0,5 điểm b. Thay vôn kế bằng ampe kế có điện trở rất nhỏ -> M trùng B, ta có mạch điện tương đương: [R1nt (R3// R4)] // R2, Biểudiễnđúngchiềudòngđiệntrongmạchchính 0,5 điểm - R3//R4 => R34 = 3Ω - Vìmạchgồm R123//R2 => U134 = U2 = Um = 36V =>cườngđộdòngđiệnchạy qua R2: I2 = 3A 0,75 điểm - Vì R1nt R34 => U34 = = 7,2V 0,5 điểm - Vì R3//R4 => U3 = U34 = 7,2V - Cườngđộdòngđiệnchạy qua R3: I3 = 0,6A 0,5 điểm - Xét tại nút M, áp dụng định lý nút ta có: IA = I2 + I3 = 3,6A - Vậysốchỉampekếlà 3,6A 0,75 điểm HS làm cách khác, đúng vẫn cho điểm tối đa Câu 3 6điểm a. - Đèn sáng bình thường => - Đ = 3W => - IĐ = 0,5A - UĐ = 6V - RĐ = 12Ω 0,5 điểm - Vì Đ // R2 => U2 = U2Đ = UĐ = 6V - Vì R1nt R2,Đ => U1 = Um – U2Đ = 4V 0,75 điểm - Cường độ dòng điện chạy qua R1: I1 = 1A - Vì R2nt R2Đ => I2Đ = I2 + IĐ = I1 => I2 = 0,5A 0,75 điểm - Vậy giá trị của R2đểđèn sang bìnhthường: R2 = 12Ω 0,5 điểm b. – Gọi giá trị của R2đểcôngsuấttiêuthụtrênđoạnmạch song songđạtcựcđạilà R2’ (Ω, R2’ > 0) - Vì R2’ //Đ => R2’Đ = (Ω) (1) - Vì R1nt R2’Đ =>Rm = 4 + R2’Đ 0,5 điểm => Các cường độ dòng điện: I1 = I2’Đ = Im = (A) 0,5 điểm - Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch song song: 2’Đ = .R2’Đ = 0,75 điểm - Thấy: 2’Đ = = 6,25 W (AD BĐT cô si cho 2 số dương 4 và R2’Đ) 0,75 điểm - Dấu bằng xảy ra R2’Đ = 4 Ω R2’Đ = 6Ω 0,5 điểm - Vậy công suất trên đoạn mạch song song đạt cực đại bằng 6,25W khi giá trị của biến trở R2’ = 6Ω 0,5 điểm HS làm cách khác, đúng vẫn cho điểm tối đa Câu 4 3 điểm - Vì R = 1Ω > Rm = 3/5 Ω, nên để số điện trở là ít nhất thì phải mắc 1 điện trở R song song với cụm điện trở X -> vẽ hình và tính được RX = 1,5 Ω 0,5 điểm - Vì R = 1 Ω vẽ hình và tính được RY = 0,5 Ω 0,5 điểm - Vì R = 1 Ω vẽ hình => Kết luận 1điểm b. Theo câu a, ta có - Ta có Um =UR = Ux = IR . R = Ix . Rx (V) 0,5điểm - Vì Ix = IRlớnnhấtbằng 2A -> URlớnnhấtbằng 2V; Uxlớnnhấtbằng 3V - Vậy hiệu điện thế lớn nhất có thể mắc vào mạch là: 2V 0,5 điểm HS không nêu lí do vì số điện trở ít nhất, trừ 0,25 điểm mỗi lần. TRƯỜNG THCS TAM HƯNG ĐỀ THI HỌC SINH LỚP 9 VÒNG 1 NĂM HỌC 2014-2105 Câu 1: (5 điểm) Một vật chuyển động trên đoạn đường thẳng AB. Nửa đoạn đường đầu vật đi với vận tốc v1 = 25 km/h. Nửa đoạn đường sau vật chuyển động theo hai giai đoạn: trong nửa thời gian đầu, vật đi với vận tốc v2 = 18 km/h, nửa thời gian sau vật đi với vận tốc v3 = 12 km/h. Tính vận tốc trung bình của vật trên cả đoạn đường AB? Câu 2: (6 điểm) Một bếp điện có ghi 220V-800W được nối với hiệu điện thế 220Vđược dùng để đun sôi 2 lít nước từ 20oC. Biết hiệu suất sử dụng bếp là H = 80% và nhiệt dung riêng của nước C = 4200j/kg K. Tìm thời gian đun sôi nước và điện năng tiêu thụ ra kwh. Tính tiền điện phải trả trong 1 tháng(30 ngày) cho việc đun nước trên biết mỗi ngày đun 2 ấm nước, giá điện 1400đ/kwh. Biết dây điện trở có đường kính d = 0,2mm, điện trở suất ρ = 5.10-7 Ωm được quấn trên một lõi sứ cách điện hình trụ có đường kính d’=2cm. Tính số vòng dây của bếp điện trên. Tìm khối lượng dây quấn điện trở biết khối lượng riêng của chất liệu làm dây quấn D = 8,9.103kg/m3. Câu 3: (6 điểm) Cho mạch điện như hình vẽ: H1 Đèn Đ1 ghi 6V-3W; đèn Đ2 ghi 6V-6W; R3 = 6Ω. Điện trở của Ampe kế và dây nối không đáng kể.Ban đầu khóa K đang mở . Đặt vào A, B một hiệuđiện thế không đổi UAB thì thấy cả 2 đèn sáng bình thường. 1- Tính UAB và R4? 2- Khóa K đóng: H1 )) a-Tính số chỉ của Ampe kế, chỉ rõ chiều dòng điện qua nó? Nhận xét về độ sáng của các đèn? b-Thay Ampe kế bằng Vôn kế (một chiều) có điện trở vô cùng lớn . Tìm số chỉ của Vôn kế và cách mắc Vôn kế. Câu 4: (3 điểm) Cho mạch điện như hình vẽ: U = 90V; R1 =45Ω; R2 = 90Ω; R4 =15Ω. Bỏ qua điện trở của Ampe kế và của khóa k. Khi k mở hoặc k đóng thì số chỉ của Ampe kế A không đổi. Tính số chỉ của Ampe kế A ĐÁP ÁN Câu 1: (5 điểm) Gọi S là chiều dài quãng đường AB; t1 và t2 là thời gian đi nửa đầu đoạn đường và nửa đoạn đường còn lại. Ta có: t1 = S2v1. (1đ) Thời gian đi với vận tốc v2 và v3 đều làt22. Đoạn đường đi được tương ứng với các khoảng thời gian này là: S2 = v2. t22 và S3 = v3.t22 (1đ) Theo điều kiện bài toán: S2+ S3 = S2 → v2. t22 + v3.t22 = S2 (v2 + v3). t2 = S → t2 = Sv2+v3 (1đ) Thời gian đi hết quãng đường : t = t1 + t2 = S2v1 + Sv2+v3 = S50 + S30 = 8S150 (1đ) Vận tốc trung bình trên cả đoạn dường AB: v = St = S8S150 = 18,75 km/h. (1đ) Câu 2: (6 điểm) (2 điểm) Gọi Q là nhiệt lượng cần cung cấp cho nước từ 20oC để sôi (100oC). Q = m.c.Δt (0.5 đ) Gọi Q’ là nhiệt lượngdo dòng điện tỏa ra: Q’ = P.t Trong đó t là thời gian đun nước Theo đề bài ta có : H =QQ’ = m.c.ΔtPt hay t = m.c.ΔtP.H Thay số: t = 1050s = 17ph30s (1 đ) Điện năng tiêu thụ của bếp: A = Pt = 800.10503600 = 233,33Wh =0,23 kwh (0.5 đ) (1 điểm) Điện năng tiêu thụ 1 tháng:A’ = 30.2.A Tiền điện phải trả hàng tháng T= A’.1400 = 30.2.W.1400 = 19320đ (2 điểm) Điện trở của dây : R = ρ.1S = ρ.πd'nπd24 = 4ρd'nd2 (n số vòng dây) Mặt khác : R = U2P hay: 4ρd'nd2 = U2P ⇨ n = U2d2 4ρd'P = 60,5 vòng. (1 điểm) Khối lượng dây quấn m = D.V= D.l.s= D. n. 𝛑. d’. 𝛑 .d2/4= 0,001kg. Câu 3: (6 điểm) (2 điểm) Khi K mở Mạch gồm (R4 nt Đ2) // (Đ1 nt R4) Do đèn sáng bình thường R= U2/P ⇨ điện trở của mỗi đèn là : R1 = 12 Ω, R2 =6Ω ⇨ I1 = 0.5 A, I2= 1A R24 =R2 +R4 = 6+R4 R13= R1+ R3= 18Ω ⇨UAB= I1.R13= 9V ⇨R24= UAB/I2= 9Ω ⇨R4= 3Ω (4 điểm) Khi K đóng (2 điểm) Mạch gồm (R4//Đ1)nt(Đ2//R3) R14=..=2,4Ω R23=..=3Ω ⇨ Rtđ = 5.4Ω I= U/Rtđ=..= 1,67A U4= I.R14 == 4V I4=.=4/3A I2=..=5/6A Quay lại sơ đồ ban đầu: tại điểm M ta thấy I4=4/3A>I2=5/6A Suy ra dòng điện đi từ M → N ⇨ IA=4/3-5/6=0,5A b. (2 điểm) Thay Ampe kế bằng Vôn kế Mạch gồm (R4 nt Đ2) // (Đ1 nt R4) R24=.=9Ω R13==18Ω I24=I4=UAB/R24=1A⇨ U4==3V I13= I1=..=0,5A ⇨ U1=6V Xét 3 điểm A,M,N : UMN = UMA +UAN= U1-U4= ..= 3V Vậy Vôn kế chỉ 3 V và núm dương nối với điểm M. Câu 4: (3 điểm) *Khi k mở mạch như hình vẽ : Mạch gồm [(R1 nt R4)//R2] nt R3 R14=..=60Ω, RAD=..=36Ω Rtđ= RAD+R3= 36+R3 .I=U/Rtđ=90/(36+R3) UAD= I.RAD=.Số chỉ của Ampe kế IA= I1=I4=UAD/R14=54/(36+R3) (1 điểm) *Khi k đóng mạch gồm : [ R2nt (R4//R3)] // R1. R34=..= 15R3/(R3+15) R234= R2+R34= (105R3+1350)/(15+R3) Cường độ dòng điện qua R2 và R34 I2’=I34’= = 90(R3+15)/(105R3+1350) UDB= I34’. R34= 1350R3/(105R3+1350) Số chỉ của Ampe kế: IA’= I4’= =90R3/(105R3+1350) (1 điểm) Theo đầu bài ta có: IA = IA’⇨ .. R32-27R3-810=0⇨R3 = 45ΩVà R3 = -18 Ω (Loại) Số chỉ của Ampe kế là:IA’= 0.67 A (1 điểm)
Tài liệu đính kèm: