Tính điện trở R1 và R2 của từng đoạn dây.. Tính hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi đoạn dây khi hai đoạn dây này được mắc nối tiếp vào nguồn điện 12V.. Tính dường độ dòng điện qua mỗi đoạn d
Trang 1UBND HUYỆN THÁP MƯỜI CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
_
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 NĂM HỌC 2010-2011
Môn thi : Vật Lý Thời gian : 150 phút (không kể thời gian phát đề)
Ngày thi : 09/01/2011
Đề có 02 trang
Câu 1: ( 5,0 điểm)
Một sợi dây niken tiết diện đều dài l = 120 cm có điện trở R = 36 được cắt thành hai đoạn dài l1 30 cm và l2 90 cm
a Tính điện trở R1 và R2 của từng đoạn dây
b Tính hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi đoạn dây khi hai đoạn dây này được mắc nối tiếp vào nguồn điện 12V
c Tính dường độ dòng điện qua mỗi đoạn dây khi chúng được mắc song song vào nguồn điện 12V
d Tính tổng công suất tiêu thụ khi hai đoạn dây mắc nối tiếp và khi hai đoạn dây mắc song song với nhau
Câu 2.( 4,0 điểm )
Một ấm điện bằng nhôm khối lượng 3kg có ghi: 220V – 1400W, chứa 4kg nước ở 250C Hãy tính hiệu suất và điện trở của ấm Biết rằng sau thời gian 30 phút nước trong ấm sôi; nhiệt dung riêng của nhôm là C1= 880J/kgK; nhiệt dung riêng của nước là C=4200 J/kgK
Câu 3: ( 3,0 điểm ).
Một Ca nô chạy trên mặt nước với vận tốc là 34 km/h Khi chạy xuôi dòng từ
A đến B mất 1.5h và khi chạy ngược dòng từ B về A mất 2.5h Hãy tính vận dòng nước đối với bờ sông và quãng đường AB
Câu 4: (4,0 điểm)
Trang 2Cho mạch điện như hình vẽ (hình 1) trong đó R1 = 15, R2 = 20, R3 = 30
Cường độ dòng điện qua mạch chính là 0.5A, hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R4 là 12V Tính điện trở tương đương của mạch và giá trị điện trở R4?
Cõu 5: (4,0 điểm)
Cho hai quả cầu đặc 1 và 2, thể tích mỗi quả là V = 200 cm3 được nối với nhau bằng một sợi dây mảnh, nhẹ, không co dãn, thả trong nước (Hình 2) Khối lượng riêng quả cầu số 1 là D1= 300 kg/m3, còn khối lượng riêng của quả cầu số 2
là D2= 1200 kg/m3 Hãy tính:
a Thể tích phần nhô lên khỏi mặt nước của quả cầu số 1 khi hệ vật cân bằng?
b Lực căng của sợi dây?
Cho biết khối lượng riêng của nước là Dn= 1000 kg/m3
Hình 2
… Hết ….
UBND HUYỆN THÁP MƯỜI CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Hình 1
-+
R4
R3
R2 R1
2 1
Trang 3PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
_
ĐÁP ÁN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 NĂM HỌC 2009-2010
Môn thi : LÝ
1
(5 đ)
a.Hai đoạn dây có cùng tiết diện và cùng bằng chất niken, nên
điện trở tỉ lệ với chiều dài dây:
9030 31
2
1 2
1
l
l R R
1 2 2 3 1
3
1
R R R
mà R1 + R2 = 36 R1 3R1 36 93 27
1 2
1
R R R
0.5
0.5 0.5 0.25 0.25
b.Trong đoạn mạch mắc nối tiếp hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn
dây tỉ lệ với điện trở của từng đoạn dây:
279 31
2
1 2
1
R
R U U
U 2 3U1 mà U1 + U2 = 12V => U1 + 3U1 = 12V
=> U1 = 3V và U2 = 9V
0.5
0.25 0.25
c.Khi đoạn mạch mắc song song, cường độ dòng điện qua đoạn
dây R1 là
R
U
9
12 1
1 Cường độ dòng điện qua đoạn dây R2 là
R
U
27
12 2
2
0.5 0.5
d Tổng công suất tiêu thụ khi hai đoạn dây mắc nối tiếp
P = P1 + P2 = W
R
U R
U
4 27
9 9
3 2 2 2
2 2 1
2
1
Tổng công suất tiêu thụ khi hai đoạn dây mắc song song P’=UI1 + UI2 = U(I1 + I2)=21,24W
0.5 0.5
2
(4 đ)
-Nhiệt lượng cần thiết để ấm nhôm tăng nhiệt độ từ 250C lên đến
1000C là
Q1m1c1t2 t1 Q1 3.880.(100-25)=198000(J) -Nhiệt lượng cần thiết để 2 kg nước tăng nhiệt độ từ 250C lên đến
0.5 0.5
Trang 41000C là
Q2=mc(t2 – t1)
=> Q2 = 4.4200.(100-25)= 1260000 (J)
-Nhiệt lượng cần thiết để ấm nhôm và nước tăng nhiệt độ từ 300C
lên đến 1000C là
Q = Q1 + Q2 = 198000 (J) + 1260000 (J) = 1458000 (J)
-Nhiệt lượng có ích để đun nước để ấm điện cung cấp trong thời
gian là 20 phút là
Q = H.P.t
57 85
1800 1400
1458000
t P
Q
-Điện trở của ấm là
P
U R R
U
34 57
1400
220 2
R
0.5 0.5 0.5 0.5
0.5 0.5
3
(3 đ)
Gọi Ca nô là: 1; dòng nước là: 2 và bờ sông là 3
-Khi ca nô chạy xuôi dòng
=>V13AB = V12 + V23 = 34 + V23
Suy ra quảng đường AB là:
SAB = V13AB tAB = (34 + V23).1,5 (1)
-Khi ca nô chạy ngược dòng
=>V13BA = V12 - V23 = 34 - V23
Suy ra quảng đường BA là:
SBA = V13BA tBA = (34 - V23).2,5 (2)
Từ (1) và (2) suy ra:
=> (34 + V23).1,5 = (34 - V23).2,5
51 + 1,5V23 = 85 – 2,5V23 4V23 = 34
=>V23 = 8,5 (km/h)
Vậy SAB = V13AB tAB = (34 + 8,5).1,5 = 63.75 (km/h)
0.25 0.5 0.25 0.25
0.5 0.5 0.25 0.5
4
(4 đ)
Ta có [R2 nối tiếp với (R1 song song R2)] song song R4
Nên U4 = U123 = U =12 (V)
-Điện trở tương đương của mạch là
5 0
12
I
U
-Điện trở tương đương R123 là
3 1
3 1 123
.
R R R
R R
0.5 0.5 0.5 0.5
Trang 5(4 đ)
20 30
45
30 15 123
R
-Cường độ dòng điện qua R123 là
0 4
30
12 123
123 123
R
U I
-Cường độ dòng điện qua R4 là
0.5 0.40.1
123 4
4 123
I I I
I I I
-Giá trị điện trở R4 là
120
1 0
12 4
4 4
I
U R
0.25 0.5
0.25 0.5 0.5
5
(4 đ)
Gọi V1 là phần thể tích phần chìm của quả cầu số 1
Do hệ vật đứng cân bằng nên ta có
P1 + P2 = F1 + F2
10D1V + 10D2V = 10DnV1 + 10DnV
D1V + D2V = DnV1 + DnV
=> ( 1 2 ) 20030010001200 1000
1
n
n
D
D D D V V
100
2
200
1
V (cm3) Vậy thể tích quả cầu nổi trên mặt nước là
V2 = V – V1 = 200 – 100 =100 (cm3)
0.5 0.5 0.5 0.5
0.5
Do quả cầu dưới đứng cân bằng nên ta có:
P2 = T + F2 => T = P2 – F2
T = 10D2V– 10DnV = 10V.(D2 – Dn)
=> T = 10.200.10-6.(1200 – 1000)
=> T = 0,4 (N)
Vậy lực căng của sợi dây là 0,4 (N)
0.5 0.5 0.25 0.25
Lưu ý : Nếu học sinh có cách giải khác phù hợp và đúng kết quả vẫn đạt
được điểm tối đa.