Đề thi chọn HSG môn Vật lý Lớp 9 - Phòng GD&ĐT Thanh Oai (Có đáp án)

PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO	 ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9
THANH OAI	 NĂM HỌC 2013 - 2014
 MÔN: VẬT LÝ
 Thời gian: 150 phút ( Không kể thời gian giao đề )
Câu 1. ( 4 điểm )
	 Nước máy có nhiệt độ 220C. Muốn có 20 lít nước ở nhiệt độ 350C để tắm cho con, 	một chị đã mua 4 lít nước có nhiệt độ 990C. Hỏi:
	a. Lượng nước nóng đó có đủ không? Thừa hay thiếu bao nhiêu?
	b. Nếu dùng hết cả 4 lít nước sôi, thì được bao nhiêu nước ấm?
Câu 2. (5 điểm ) R1 M R2 
K
+
V
N
R5
	 Cho mạch điện như hình vẽ.
	Biết R1= R4 = 12 W ; R3 = R5 = 24 W. Hiệu điện thế U 	 R3
	giữa hai cực của nguồn không đổi. Khi K mở, vôn kế chỉ 
	81 V; khi K đóng, vôn kế chỉ 80 V. Coi điện trở của 
	dây nối và khóa K không đáng kể; điện trở của vôn kế 
	vô cùng lớn. R4
	Tính hiệu điện thế U của mạch và giá trị của điện trở R1? 
Câu 3. ( 4 điểm)
	 Cho một nguồn điện 9V, một bóng đèn Đ (6V – 3W), một biến trở con chạy Rx có 	điện trở lớn nhất 15 W . Hãy vẽ các sơ đồ mạch điện có thể có để đèn sáng bình 	thường. Xác định điện trở của biến trở Rx tham gia vào mạch điện? 
A
R1
R0
Rx
+
U
Câu 4. ( 5 điểm)
 Cho mạch điện như hình vẽ.
U = 16 V, R0 = 4 , R1 = 12 , Rx là giá trị tức _
thời của một biến trở đủ lớn, am pe kế A và 	
dây nối có điện trở không đáng kể. 
a. Tính Rx sao cho công suất tiêu thụ trên nó 
bằng 9 W và tính hiệu suất của mạch điện. Biết 
rằng tiêu hao năng lượng trên R1, Rx là có ích, 
trên R0 là vô ích.
b. Với giá trị nào của Rx thì công suất tiêu thụ trên nó là cực đại.	
Câu 5. (2 điểm)
	 Có một điện trở mẫu R0, một ampe kế và một nguồn điện. Hãy trình bày cách xác 	định điện trở R của một vật dẫn. Cho điện trở của Ampe kế là không đáng kể.
	 Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm.
 Người ra đề Người duyệt đề
 Nguyễn Mã Lực Nguyễn Thị Hà
 HƯỚNG DẪN CHẤM THI HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ 9
	NĂM HỌC: 2013 – 2014.
Câu 1: (4 điểm).
	a. (2đ)
	20 lít nước có khối lượng M = 20 kg. Gọi m là lượng nước nóng ở 990C, cần 	để pha với M – m nước ở 220C để được M kg nước ở 35 0C. 0,5đ
	Ta có phương trình trao đổi nhiệt là :
	(M- m).c.(35 – 22) = m.c.(99 – 35) ( M – m).13 = 64.m	 
 13.M = m.(64 + 13) = 77.m 
 m = = 3, 38 (kg) 1đ
 m = 3,38 kg ứng với 3,38 lít
	Vậy lượng nước nóng còn thừa là: 4 – 3,38 = 0,62 (lít) 0,5đ
	b. (2đ)
	Với m = 4 kg ta có 	13.M = 77m	0,5đ
	M = = 23,7 (kg) ứng với 23,7 lít. 1 đ
	Vậy nếu dùng hết cả 4 lít nước nóng thì được 23,7 lít nước ở 350C. 0,5đ
Câu 2: (5 điểm).
	+ Khi K mở: R1 nt [(R2 nt R5) // (R3 nt R4] 0,5 đ
	 Tính được: R25 = 36 ; R34 = 36 	0,5 đ
UMN
 RMN
	 Suy ra RMN = 18 	 0,5 đ
	 Vôn kế đo UMN = 81 V 	I2,3,4,5 = = 4,5 (A) 0,5 đ
U
4,5
	R1 = --- 18 (1) 	0,5 đ
+ Khi K đóng: R1 nt (R2 // R3) nt (R4 // R5). 0,5 đ
 Tính được R23 = 8 ; R45 = 8 R'MN = 16 0,5 đ
 Vôn kế chỉ U'MN = 80 V 	I'MN = 5 (A) 0,5 đ
U
5
	R1 = 1 - 16 (2)	0,5 đ
Từ (1) và (2) tính được R1 = 2 ; U = 90 V 0,5 đ
Câu 3: (4 điểm)
Đ
A
B
M
N
R2
R1
C
Có thể dùng hai sơ đồ sau: 1đ (Vẽ đúng mối sơ đồ 0,5 đ)
A
B
Đ
M
N
Rx
	Hình a.	 Hình b.
Tìm Rđ = 12 0,5 đ
Để đèn sáng bình thường nên Uđ = 6V , I đ = 0,5 A 0,5 đ
Theo sơ đồ a. Ux = 3V , Ix = 0,5 A	Rx = 6 	 0,5 đ
Theo sơ đồ b. U1 = Uđ = 6V U2 = 3 V
 6
15 – R2
 I2 = Iđ +I1 = 0,5 + 	 (A)	 0,5 đ
3
R2
 6
15 – R2
U2
R2
Mà I2 = 	0,5 + 	= 	R2 = 3 ()
Vậy R1 = 12 	1đ 
Câu 4. (5 điểm)
12.Rx
12 + Rx
a. Đoạn mạch gồm: R0 nt (R1// Rx)	
Tìm điện trở tương đương R1x = 	
48 + 16Rx
 12 + Rx
Điện trở toàn mạch là: Rtd = 	0,5 đ
12 + Rx
 3 + Rx
U
Rtd
	I = 	= 	
 12 
 3 + Rx
	Ix = 	0,5 đ
 12 
 3 + Rx
Công suất tiêu thụ trên Rx là: Px = Ix2. Rx = Rx.[ ]2	 (1) 0,5 đ
Với Px = 9W tìm được Rx = 9 và Rx = 1	 0,5 đ
+ Với Rx= 9 tìm được hiệu suất của mạch điện là: H = 56,25 % 0,5 đ
+ Với Rx = 1 tìm được hiệu suất của mạch điện là: H' = 18,75 % 0,5 đ
b. Từ (1) suy ra:
 144
 9
(Rx + ) + 6
 Rx 
122. Rx
(3 + Rx)2
 Px = 	= 	 (2)	 0,5 đ
 9
(Rx + ) 
 Rx 
Từ đó suya ra để Px cực đại khi và chỉ khi đạt min	 0,5 đ
	Rx = 3 Px nax = 12 W	1 đ
Câu 5. ( 2 điểm)
 Mắc R song song với R0 vào hai cực của nguồn điện. Dùng Am pe kế xác định 
cường độ dòng điện qua R và R0 như sơ đồ:
A
R0
R
I0
I
- Vẽ đúng sơ đồ 	 1đ
	- Vì am pe kế có điện trở không đáng kể và U không đổi nên:
 Ta có: 
I0
I
I0
I
R
R0
	= 	R = R0 	1đ
	Ghi chú: Học sinh giải cách khác đúng vẫn được điểm tối đa.