Đề thi chọn học sinh giỏi cấp huyện đợt 1 môn Vật lý Lớp 9 - Năm học 2015-2016 - Đề 13 (Có hướng dẫn chấm)

UBND HUYỆN LƯƠNG TÀI
PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CÁP HUYỆN ĐỢT 1
Năm học: 2015 - 2016
Môn thi: Vật lý - Lớp 9
Thời gian làm bài 120 phút (không kể thời gian giaođề)
Bài 1: (2,0 điểm)
	Cho mạch điện như hình vẽ bên. 
R1=R2=R3=6Ω, R4=2Ω, UAB=18V
a. Mắc vào hai đầu N và B một vôn kế có điện trở rất lớn. Tìm số chỉ của vôn kế.
b. Thay vôn kế trên bằng một ampe kế có điện trở rất bé. Xác định số chỉ của ampe kế và chiều dòng điện chạy qua đoạn mạch MN.
Bài 2: (2,0 điểm)
	Hai người đi xe máy cùng khởi hành từ A đi về B. Sau 20 phút, hai xe cách nhau 5 km.
a. Tính vận tốc của mỗi xe biết xe thứ nhất đi hết quãng đường mất 3 giờ, còn xe thứ hai mất 2 giờ.
b. Nếu xe thứ nhất khởi hành trước xe thứ hai 30 phút thì sau bao lâu hai xe gặp nhau kể từ khi xe thứ nhất khởi hành? Nơi gặp nhau cách A bao nhiêu ki lô mét?
Bài 3: (2,0 điểm)
	Để đưa một vật có trọng lượng P lên độ cao 2 mét so với mặt đất, người ta dùng một mặt phẳng nghiêng có ma sát và tốn một công là 3000J
a. Biết hiệu suất của mặt phẳng nghiêng là H = 0,8. Tính trọng lượng P của vật?
b. Biết mặt phẳng nghiêng có chiều dài 5mét, tính công tối thiểu để thắng lực ma sát khi kéo vật lên và tính độ lớn của lực ma sát đó.
Bài 4: (2,0 điểm)
	Có hai loại điện trở : R1 = 20Ω; R2=30Ω. Hỏi cần phải có bao nhiêu điện trở mỗi loại để khi mắc chúng: 
a. Nối tiếp thì được đoạn mạch có điện trở 200Ω.
b. Song song thì được đoạn mạch có điện trở 5Ω.
Bài 5: (2,0 điểm)
M
 Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ . 	R1
X
N
Biết R = 4 Ω; R1 là đèn (6V - 3W)	R
R2 là biến trở. UMN = 10V không đổi. 	
 Xác định R2 để đèn sáng bình thường.
 Xác định R2 để công suất tiêu thụ của R2
cực đại. Tính giá trị cực đại đó.	R2
---------- HẾT ---------- 
(Đề thi gồm có 01 trang)
Thí sinh không được sử dụng tài liệu. Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm. 
Họ và tên thí sinh:.........................................................Số báo danh......................
UBND HUYỆN LƯƠNG TÀI
PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
HƯỚNG DẪN CHẤM
Môn thi: Vật lý - Lớp 9
Bài 1: (2,0 điểm)
Ý/Phần
Đáp án
Điểm
a)
Khi nối N và B bằng một vôn kế có điện trở rất lớn, mạch điện trở thành ((R2 nt R3)//R1)nt R4 
Tính được R23 = 12 Ω; R123 = 4 Ω; Rtđ = 6Ω
0.25
Tính được I =I123 = I4 = 3 A. Suy ra U4 =6 V 
0.25
Tính được U123 = U1 = U23 = 12V. Suy ra I23 = I2 = I3 = 1A. Từ đó U3 = 6V
0.25
Số chỉ của vôn kế bằng hiệu điện thế giữa hai điểm N, B
UNB = U3 + U4 = 12V
0.25
b)
Khi nối N và B bằng một am pe kế có điện trở rất nhỏ, mạch điện trở thành ((R3//R4)ntR1)//R2
Tính đượ R34=1,5Ω; R134 = 7,5Ω; U2 = U134=UAB = 18V. Từ đó tính I2 = 3A
0.25
Tính được I1 = I 34 = I134 = 2,4A. Suy ra U3 = U4 = U34 = 3,6V. Tính được I3 = 0,6A; I4 = 1,8 A
0.25
Số chỉ của Ampe kế là IA = I3 + I 2 = 3+0,6=3,6A
0.25
Do I1>I4 nên dòng điện có chiều đi từ M đến N
0.25
Bài 2: (2,0điểm)
Ý/Phần
Đáp án
Điểm
a)
Gọi v1 và v2 lần lượt là vận tốc của xe thứ nhất và xe thứ 2. (v1; v2 >0). Đổi 20 phút = 1/3 giờ.
Vì xe thứ nhất đi hết quãng đường mất 3 giờ, xe thứ hai mất 2 giờ nên: v1.3 = v2.2 và v2 >v1
0.5
Hai xe chuyển động cùng chiều, sau 20 phút hai xe cách nhau 5 km nên: 1/3.v2 – 1/3v1 = 5
Hay v1 - v2 = 15
0.25
Tính được v1 = 30 km/h và v2 = 45 km/h
0.25
Vậy vận tốc của xe thứ nhất là 30 km/h, vận tốc của xe thứ hai là 45 km/h
b)
Gọi t là khoảng thời gian từ khi xe thứ nhất khởi hành đến khi hai xe gặp nhau.
Thời gian chuyển động của xe thứ hai tới khi hai xe gặp nhau là t – 0,5
0.25
Quãng đường xe thứ nhất đi được là S1 = 30.t (km)
Quãng đường xe thứ nhất đi được là S2 = 45.(t -0,5) (km)
0.25
Khi hai xe gặp nhau: S1 = S2 hay 30t = 45.(t-0,5)
0.25
Tính được t = 1,5 h và S1 =45 km 
0.25
Vậy hai xe gặp nhau sau 1,5h kể từ khi xe một khởi hành và nơi gặp nhau cách A 45 km
Bài 3: (2,0điểm)
Ý/Phần
Đáp án
Điểm
a)
Công của trọng lực đưa vật lên cao 2 mét là công có ích 
Ai = P.h
Hiệu suất của mặt phẳng nghiêng H= Ai/A. 
Suy ra P=A.H/h = 1200N
Vậy trọng lượng của vật là 1200 N 
1.0
b)
Khi đưa vật lên cao bằng mặt phẳng nghiêng, công hao phí là công của lực ma sát 
Ams = 20%A= 600J
Suy ra công tối thiểu để thắng lực ma sát để đưa vật lên là 600J.
Độ lớn của lực ma sát là: Fms = 120N
1.0
Bài 4: (2,0điểm)
Ý/Phần
Đáp án
Điểm
a)
Gọi x, y lần lượt là số điện trở 20Ω và 30Ω cần dùng ( x, y ≥0; x,y là số tự nhiên)
Khi các điện trở mắc nối tiếp, điện trở của đoạn mạch là
R = 20x+30y = 200 hay 2x+3y=20
Suy ra x=(20-3y)/2
Lập bảng giá trị ta có
y
0
1
2
3
4
5
6
7
x
10
17/2 
7
11/2
4
5/2
1
-1/2
Kết luận
TM
Loại
TM
Loại
TM
Loại
TM
Loại
Để thu được đoạn mạch có điện trở 200Ω cần mắc nối tiếp 10 điện trở 20Ω hoặc 7 điện trở 20Ω với 2 điện trở 30Ω hoặc 4 điện trở 20Ω với 4 điện trở 30Ω hoặc 1 điện trở 20Ω với 6 điện trở 30Ω
1.0
b)
Gọi x, y lần lượt là số điện trở 20Ω và 30Ω cần dùng ( x, y ≥0; x,y là số tự nhiên)
Khi các điện trở mắc song song, điện trở của đoạn mạch là R
Ta có:
1/R = x/20+y/30 hay 3x+2y=12 . Suy ra y=(12-3x)/2
Lập bảng giá trị ta có
X
0
1
2
3
4
5
Y
6
9/2
3
3/2
0
-3/2
Kết luận
TM
Loại
TM
Loại
TM
Loại
Vậy để thu được đoạn mạch có điện trở 5Ω, cần mắc song song 6 điện trở 30Ω hoặc 2 điện trở 20Ω với 3 điện trở 30Ω hoặc 4 điện trở 20Ω
1.0
Bài 5: (2,0điểm)
a)
Ta có R1 = 36/3 = 12 
- R1,2 = 12.R2/(12 + R2)
- RMN = 4 + 12.R2/(12+R2) = (48 + 16R2)/(12+R2)
- UAN = I.R1,2 = 120.R2/(48+16R2)
- để đèn sáng bình thường thì hiệu điện thế ở hai đầu đèn =6V
→ Ud = UAN = 120.R2/(48+16R2) = 6 → R2 = 12 
1.0
b)
Ta có I = UMN/RMN = 10(12+R2)/16(3+R2)
I2 = R1.I/(R1+R2) = 120/16(3+R2)
Công suất tiêu thụ của R2 là 
P2 = I22.R2 = 4,7(1 – (3- R2)2/(3+R2)2). Để công suất tiêu thụ của R2 lớn nhất thì 3 – R2 = 0 → R2 = 3.
- Giá trị cực đại đó là 4,7W
1.0
HẾT...