Đề thi học sinh giỏi cấp huyện môn Vật Lý Lớp 9 - Năm học 2015-2016 - Trường THCS Kim Thư

Nội dung text: Đề thi học sinh giỏi cấp huyện môn Vật Lý Lớp 9 - Năm học 2015-2016 - Trường THCS Kim Thư

1. PHÒNG GD & ĐT THANH OAI ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN-NĂM HỌC: 2015– 2016. TRƯỜNG THCS KIM THƯ Môn thi: VẬT LÝ 9 Thời gian: 150 phút (Không kể thời gian giao đề) Câu 1. (5điểm) Hai bạn An và Quý cùng xuất phát để chuyển động từ A đến B An chuyển động với vận tốc 30 km/h trên nửa đoạn đầu và với vận tốc 20 km/h trên nửa đoạn đường còn lại . Quý chuyển động với vận tốc 30km/h trong nửa thời gian đầu và với vận tốc 20km/h trong nửa thời gian còn lại . a/ Hỏi trong hai bạn ai là người đến B trước . b/ Cho biết thời gian chuyện động từ A đến B của hai bạn chênh nhau 10 phút. Tính chiều dài quảng đường AB và thời gian chuyển động của mỗi ban. c/ Vẽ đồ thị biểu diễn chuyển động hai bạn ứng với câu b, (trục hoành biểu diễn thời gian ,trục tung biểu diễn quảng đường.) Câu 2: (3điểm) 0 Một bình nhôm khối lượng m 0=260g,nhiệt độ ban đầu là t 0=20 C ,được bọc kín bằng lớp 0 xốp cách nhiệt. Cần bao nhiêu nước ở nhiệt độ t 1=50 C và bao nhiêu nước ở nhiệt độ 0 0 t2=0 C để khi cân bằng nhiệt có 1,5 kg nước ở t3=10 C . Cho nhiệt dung riêng của nhôm là C0=880J/kg.độ. của nước là C1=4200J/kg.độ. Câu 3 (6 điểm) Cho mạch điện như hình 2. Hiệu điện thế Hình 1 giữa hai điểm A và B là 20V luôn không đổi. A B R4 Biết R1 = 3 , R2 = R4 = R5 = 2 , R3 = 1 . + - Điện trở của ampe kế và dây nối không đáng kể. 1. Khi khoá K mở. Tính: R5 R3 a) Điện trở tương đương của cả mạch. R1 b) Số chỉ của ampe kế. K R2 2. Thay điện trở R2 và R4 lần lượt bằng điện trở R x A và Ry, khi khoá K đóng và mở ampe kế đều chỉ Hình 2 1A. Tính giá trị của điện trở R x và Ry trong trường hợp này. Câu 4 (6điểm) Cho mạch điện như hình vẽ. D Đặt vào mạch hiệu điện thế U = 2V, các điện trở R0 = 0,5  ; R1= 1 ; R2 = 2 ; R3 = 6 ; R4= 0,5 ; R5 là R một biến trở có giá trị lớn nhất là 2,5 . Bỏ qua điện trở 1 R2 A _ A của am pe kế và dây nối . thay đổi giá trị R 5. Xác định + Ro giá trị R5 để : R3 a/ Am pe kế chỉ 0,2A R4 b, Am pe kế A chỉ giá trị lớn nhất . C HẾT R5 1
2. ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM MÔN VẬT LÝ Câu Nội dung Điểm Câu 1 a. Thời gian của An đi hết quãng đường AB là : 5 đ AB AB 5AB AB 0,5 tA= (h) 2.30 2.20 120 24 Thời gian của Quý đi hết quãng đường AB là : 0,5 tQ tQ 2AB AB 30. 20. AB => tQ= (h) 2 2 50 25 AB AB Mà => tA> tQ vậy bạn Quý đến B trước 0,5 24 25 b. Từ câu a/ ta có AB AB tA= tQ= 24 25 vì theo bài ra thời gian đi từ A đến B của hai bạn chênh nhau 10 phút = 1 nên ta có phương trình 6 AB AB 1 AB 1 0.5 => => AB=100 (km) 24 25 6 600 6 Vậy thời gian để đi hết quảng đường AB của bạn An là AB 100 1 0,5 tA= = = 4 (giờ) 24 24 6 Của bạn Quý là AB 100 tQ= = = 4 (giờ) 0,5 25 25 c/ Theo câu b/ thì AB=100km ,thời gian để đi hết quảng đường AB của bạn An là 4 1 (giờ ) của Quý là 4 giờ. 6 Quảng đường An đi với vận tốc 30 km/h là 50km trong thời gian là 50 5 2 1 giờ và với vận tốc 20km/h trên quãng đường 50km còn lại 30 3 3 thì đến B Quảng đường Quý đi với vận tốc 30 km/h là 30.2=60 km trong thời gian là 2 giờ . quảng đường còn lại là 100-60=40 km Quý đi với vân tốc 20km/h trong thời gian 2 giờ thì đến B từ đó ta vẽ được đồ thị chuyển 1,0 động hai ban như sau 2
3. 100 60 50 1,0 4 A(0;0) 5/3 2 1 4 6 Câu 2 Đổi m0 = 260g=0,26kg 0 Gọi khối lượng nước ở nhiệt độ 50 C cần lấy là m1 vậy khối lượng 0 (3.0 đ) nước ở 0 C cần lấy là 1,5 -m1 khi đó 0,25 Nhiệt lượng tỏa ra của ấm nhôm từ 200C xuống 100C là : 0,5 Q0= c0m0 (20-10) = 10 c0m0(J) 0 0 Nhiệt lượng tảo ra của m1 kg nước từ nhiệt độ 50 C xuông 10 C là Q1= m1c1(50-10) = 40m1c1(J) 0 0 0,5 Nhiệt lượng thu vào của 1,5-m1 (kg) nước ở nhiệt độ 0 C lên 10 C là Q2= c1 ( 1,5-m1) 10 =15c1 -10 m1c1 (J) 0,5 Ta có phương trình cân bằng nhiệt sau : Q0+ Q1= Q2 thay vào ta có : 10 c0m0 + 40m1c1=15c1 -10 m1c1 0,25 Thay só vào ta có : 10.880.0,26 + 40 . 4200.m1 =15.4200-10.4200m1 0,5 Giải phương trình ta được m1 = 0,289kg 0 Khối lượng nước cần lấy ở 0 C là m2 =1,211kg 0.5 Câu 3 1) Khi K mở ta có mạch sau : {(R1 nt R3 ) // (R2 nt R4)} nt R5 a) Điện trở R13: 0,5 (6.0 đ) R13 = R1+ R3 = 3 + 1 = 4 Điện trở R24: R24 = R2 + R4 = 2 + 2 = 4 0,5 R13.R24 4 4 Điện trở R1234 = 2 0,5 R13 R24 4 4 Điện trở tương đương cả mạch: 0,5 RAB = R5 + R1234 = 2 + 2= 4 3
4. b) Cường độ dòng điện qua đoạn mạch AB: U 20 0,25 I = 5A R 4 AB 0,25 Vì R5 nt R1234 nên I5 = I = 5A Hiệu điện thế đoạn mạch mắc song song: 0,25 U1234 = I R1234 = 5 2 = 10V Vì R13 // R24 nên U13 = U24 = U1234 = 10V 0,25 Cường độ dòng điện qua R24 : U24 10 I24 = 2,5A R24 4 0,25 Số chỉ của ampe kế: IA = I24 = 2,5A 0,25 2) Khi K mở ta có cấu trúc mạch sau : R5 nt [(R1 nt R3) // (Rx nt Ry)] Cường độ dòng điện qua cả mạch: U I (R1 R3 ).(Rx Ry ) R5 R1 R3 Rx Ry 20 20(4 R R ) x y 4.(R R ) 2(4 R R ) 4.(R R ) 2 x y x y x y 4 Rx Ry 10(4 R R ) x y (4 Rx Ry ) 2.(Rx Ry ) Vì R13 // Rxy nên : I R R 1 4 4 Rx Ry A 1 3 hay I (2) 0,5 I R1 R3 Rx Ry I 4 Rx Ry 4 Từ (1) và (2) suy ra: 4 R R 10(4 R R ) x y x y 4 (4 Rx Ry ) 2.(Rx Ry ) Biến đổi Rx + Ry = 12 (3) 0,5 Từ (3) 0 < Rx; Ry < 12 (4) Khi K đóng: R5 nt (R1 // Rx ) nt (R3 // Ry) Cường độ dòng điện trong mạch chính: 20 I ' R1.Rx R3.Ry R5 R1 Rx R3 Ry 4
5. 20 20 I ' (5) 3R R 3R 12 R 2 x y 2 x x 3 Rx 1 Ry 3 Rx 13 Rx Vì R1 // Rx nên: I A R1 ' I R1 Rx 1 3 ' 3 Rx 0,5 ' hay I (6) I 3 Rx 3 Từ (5) và (6) suy ra: 3 R 20(3 R )(13 R ) x x x 3 2(3 R )(13 R ) 3R (13 R ) (12 R )(3 R ) x x x x x x 0,5 2 6Rx – 128Rx + 666 = 0 Giải phương trình bậc hai ta được hai nghiệm Rx1 = 12,33 , Rx2 = 9 theo điều kiện (4) ta loại R x1 nhận Rx2 = 9 Suy ra Ry = 12 – Rx = 12 – 9 = 3V Vậy Rx= 9V; Ry = 3V. 0,5 Câu 4 Mạch điện được vẽ lại như hình vẽ : (6.0 đ R _ 0 + U R4 R R 5 C 3 A B A R R1 2 D R4ntR5 / /R1 nt R 3 / / R2 ntR0 0,5 a, Kí hiệu điện trở đoạn AC là x suy ra x= 0,5 +R5 R1x R2 R3 Điện trở tương đương toàn mạch là : Rtm =R0 + 0,5 R1 x R2 R3 x 2.6 x 3x 2 Thay số vào ta có : Rtm= 0,5+ = 2+ = x 1 2 6 x 1 x 1 0,5 Cường độ dòng điện mạch chính U 2 x 1 I= Rtm 3x 2 Cường độ dòng điện qua đoạn mạch AC (chứa x) : 5
6. 2 Ix= 3x 2 x 1 0,5 Cường độ dòng điện qua R3 là I3= 2(3x 2) x 1 2,5 1 Xét nút C IA=I I mặt khác ta thấy 1,75 2 nên x 3 2 2 x 1 2 R5=0,5 0,5 b, Từ ý a, ta có 3 x 3 x 3 1 I = = A 4 0,1 2(3x 2) 6x 4 6x 4 6x 4 6 x Với x biến đổi từ 0,5 đến 3 0,1 Vì vậy IA lớn nhât khi x nhỏ nhất vậy x=0,5 => R5=0 Thay vào ta tính được I lớn nhất bằng I = 0,357A A A max 0,5 Thí sinh có thể giải theo cách khác nếu đúng vẫn cho điểm tối đa câu đó 6