Đề thi học sinh giỏi đợt 1 môn Vật lý Lớp 9 - UBND huyện Nam Sách (Có đáp án)

UBND HUYỆN NAM SÁCH

ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 ĐỢT 1
MÔN: VẬT LÍ
Thời gian làm bài: 150 phút

A
B
R
O
Câu 1 (2 điểm)
 Hai xe khởi hành tại A.
 Xe thứ nhất khởi hành lúc 8h sáng, đi theo hướng từ A đến B
với vận tốc v1 = 10km/h. Xe thứ 2 khởi hành lúc 9h sáng, chuyển
 động trên đường tròn. Trong thời gian đầu, xe 2 chuyển động với 
vận tốc không đổi v (km/h). Khi tới B xe thứ 2 nghỉ 5 phút vẫn chưa thấy xe thứ nhất tới, nó tiếp tục chuyển động với vận tốc 3v (km/h). Lần này tới B, xe thứ 2 nghỉ 10 phút vẫn chưa gặp xe thứ nhất, xe thứ 2 tiếp tục chuyển động với vận tốc 4v (km/h) thì sau đó 2 xe tới B cùng một lúc. Cho bán kính của vòng tròn là R= 50 km.
Tính vận tốc của xe thứ 2 trong từng giai đoạn?
b. Hỏi hai xe gặp nhau lúc mấy giờ?
Câu 2 ( 2 điểm)
Có hai bình cách nhiệt. bình 1 chứa m1 = 2 kg nước ở nhiệt độ t1 = 20oC, bình 2 chứa m2 = 4 kg nước ở nhiệt độ t2 = 60oC. Người ta rót một lượng nước từ bình 1 sang bình 2, sau khi cân bằng nhiệt người ta lại rót một lượng nước m như thế từ bình 2 sang bình 1. Nhiệt độ cân bằng của bình 1 lúc này là t1’ = 21,95 oC.
Tính lượng nước m trong mỗi lần rót và nhiệt độ cân bằng.
+
-
R0
R2
R1
R3
Người ta tiếp tục thực hiện lần 2 như trên. Tìm nhiệt độ cân bằng của mỗi bình.
Câu 3 ( 2 điểm) 
Cho mạch điện như hình vẽ 
U=12V, R0=1W, R1=6W, R3=4W, R2 là biến 
trở. R2 bằng bao nhiêu để P2 là lớn nhất, tính công suất này?
R2
R3
R1
Rx
K
A
B
R4
U
+
=
_
A
Câu 4 ( 2 điểm)    
Cho mạch điện như hình vẽ. 
R1 = 10Ω, R2 = 4Ω, R3 = R4 = 12Ω,
 ampe kế có điện trở Ra = 1Ω, Rx là 
một biến trở, U không đổi. Bỏ qua điện
 trở các dây dẫn và khóa K.
a. K đóng, thay đổi Rx đến khi công suất tiêu thụ trên Rx đạt giá trị cực đại thì ampe kế chỉ 3A. Xác định hiệu điện thế U.
b. K mở, giữ nguyên giá trị của Rx ở câu a. Xác định số chỉ của ampe kế khi đó. Câu 5 ( 2điểm)    
A1
A2
A3
R1
R3
R2
R4
R5
R6
A
B
N
C
M
D
Cho mạch điện như hình vẽ. Điện trở các ampe kế không đáng kể, ampe kế A1 chỉ 1A. các điện trở: R1 = 30Ω, R2 = 10Ω, R3 = 4Ω, R4 = 15Ω, R5 = 7,6Ω, R6 = 6Ω.
Xác định số chỉ của các ampe kế A2 và A3?

  
------------Hết---------- 
UBND HUYỆN NAM SÁCH

HƯỚNG DẪN CHẤM 
ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 ĐỢT 1
MÔN: VẬT LÍ
Thời gian làm bài: 150 phút
                                                   
Câu
Đáp án
Điểm
1
(2 điểm)
a. (1,5 điểm) 
Thời gian xe thứ nhất đi từ A đến B là:
0,25điểm
Do xe thứ hai khởi hành sau xe thứ nhất 1h và gặp xe thứ nhất tại B nên tổng thời gian đi và nghỉ của xe thứ hai là:
0,25điểm
Thời gian chuyển động của xe thứ 2 lần lượt là:
+ ứng với vận tốc v: 
+ ứng với vận tốc 3v: 
+ ứng với vận tốc 4v: 
=> t2 = t2’ + t2’’ + t2’’’ + 

0,25điểm
Mặt khác t2 = 9 => 
=> 
Vậy xe thứ hai chuyển động với các vận tốc : , , 
0,25điểm
0,25điểm
0,25điểm
b. (0,5 điểm) 
Hai xe gặp nhau lúc: 10 + 8 = 18 giờ hay lúc 6 giờ tối.
0,5 điểm
2
(2 điểm)
 a ( 1 điểm)
 Sau khi rót nước từ bình 1 sang bình 2, nhiệt độ cân bằng của 2 bình là t2’. Ta có:
m.(t2’ – t1) = m2. (t2 – t2’) (1)
 
0,25điểm
Tương tự cho lần rót tiếp theo, nhiệt độ cân bằng của bình 1 là t1’. Lúc này lượng nước trong bình 1 chỉ còn (m1 – m) do đó ta có: m.(t2’ – t1’) = (m1 – m ). (t1’– t1) (2)

0,25điểm
Từ (1) có: (3)
Thay (3) vào (2) ta có:
 (4)

0,25điểm
Thay số vào (4). Ta có :
t2’ oC => m = 0,1 kg

0,25điểm
b (1 điểm)
Sau rót thứ nhất, bây giờ bình 1 có nhiệt độ t1 = 21,95 oC, bình 2 có nhiệt độ t2’= 59 oC

0,25điểm
Sau lần rót từ bình 1 sang bình 2, từ phương trình cân bằng nhiệt ta có :
oC

0,5điểm
Sau lần rót từ bình 2 sang bình 1, từ phương trình cân bằng nhiệt ta có :
oC

0,25điểm
3
( 2 điểm)
+
-
R0
R2
R1
R3
Mạch gồm:
[(R1// R2) nt R3]nt Ro
Công suất tiêu thụ trên điện trở R2 là:
 2 = I2.R22

0,25điểm
+ Do R1// R2=>
+Do R3 nt R12 => 
+ Do R123 nt R0 => 

0,25điểm
+ Do R123 nt R0 nt R3 => 
+ (Do R1 // R2)

0,25điểm
0,25điểm
+ thay vào (*) => 

0,25điểm
Ta có P2 max 
Do ( Theo Côsi)
Dấu bằng xảy ra khi => R2=30W
Vậy với R2 = 30W thì P2 max = 43,2W

0,25điểm
0,25điểm
0,25điểm
4
(2 điểm)
R2
R3
R1
Rx
K
A
B
R4
U
+
=
_
A
a ( 1,25 điểm)

Khi K đóng, mạch gồm:
{[(R3//R4) nt R2]// (Rx nt Ra)} nt R1

0,25điểm
Gọi giá trị RxMax = x (Ω) (x>0)
R34 = 
R234= R34+ R2 = 6+ 4 = 10Ω
RTĐ = (1)

0,25điểm
Hiệu điện thế giữa hai đầu AB 
UAB = I. RAB = (2)
Thế (1) và (2) => UAB = (3)

0,25điểm
Cường độ dòng điện qua Rx là:
Ix = 
Công suất tiêu thụ của Rx:
 (4)

0,25điểm
 lớn nhất (4) lớn nhất => nhỏ nhất
Áp dụng bất đẳng thức Cosi ta có:
=> x = 6 Ω
Ux = Ia. Rx = 3.6 = 18 V => UAB = 3.1 + 18 = 21 V
Thế vào (3) => U = 72 V

0,25điểm
0,25điểm

b ( 0,75điểm)
Khi K mở. Mạch gồm: [(Rx nt R4)// R2] nt R3 nt R1
Vì Rx khống đổi => Rtđ = 25,3 Ω

0,25điểm

Cường độ dòng điện trong mạch chính:
I = 

0,25điểm
Ta có:
Mà I2+ Ia = 2,84
=> Ia = 0,49 A

0,25điểm
5
(2 điểm)
Vì điện trở của ampe kế và dây dẫn không đáng kể nên ta có thẻ chập các điểm M, N, B làm một. Khi đó mạch gồm:
{{{[R3// R6) nt R5]// R2} nt R4}}// R1
C
D
R6
R5
R4
R3
R2
A3
A2
B
A
A1
R1
0,25điểm
Tính các điện trở:
R36 = 
R536 = R5 + R36 = 2,4 + 7,6 = 10Ω
RDB = 
R4 BD = 15 +5 =20Ω
Rtđ = 1,2 Ω

0,25điểm
UAB = R1 . I1 = 30.1 = 30V
0,25điểm
Cường độ dòng điện qua R4 là:
I4 = 

0,25điểm
Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R4 và R2 lần lượt là:
U4 = I4. R4 = 1,5 . 15 = 22,5 V
U2 = UAB – U4 = 30 – 22,5 = 7,5 V

0,25điểm
Số chỉ ampe kế A2 là:
I2 = => I5 = 0,75 A
U5 = I5. R5 = 0,75. 7,6 = 5,7 V

0,25điểm
0,25điểm
U3 = U2 – U5 = 7,5 – 5,7 = 1,8 V
Số chỉ ampe kế A3 là: I3 = 

0,25điểm
	
-----------Hết-----------