- Nếu học sinh làm cách khác đúng kết quả và bản chất vật lí cho điểm tối đa - Học sinh viết thiếu hoặc viết sai đơn vị từ hai lần trở lên thì trừ 0,25 điểm của. toàn bài[r]
Trang 1UBND HUYỆN YÊN LẠC
NĂM HỌC 2015 -2016 MÔN: VẬT LÍ
( Thời gian làm bài 150 phút, không kể thời gian giao
đề )
Câu 1(3,0 điểm)
a, Một xe lửa vượt qua cái cầu dài 450m mất 45s, vượt qua một cột điện mất 15s và vượt qua một người đi xe đạp cùng chiều mất 25s Tìm vận tốc của người đi xe đạp?
b, Một máy thủy lực được đổ đầy dầu, tiết diện các pít tông là 900cm 2 và 300cm 2 Một người nặng 45kg đứng trên pít tông lớn thì pít tông nhỏ nâng lên một đoạn là bao nhiêu? Bỏ qua khối lượng các pít tông, cho khối lượng riêng của dầu là 0,8g/cm 3
c, Công đưa một vật lên cao 2m bằng mặt phẳng nghiêng là 6000J Xác định trọng lượng của vật, biết hiệu suất của mặt phẳng nghiêng là 0,8 Tính công để thắng ma sát khi kéo vật lên và tính lực
ma sát đó Cho biết chiều dài của mặt phẳng nghiêng là 20m.
Câu 2 (2,0 điểm)
Cho hai gương phẳng AB và CD có cùng độ dài 30cm, đặt song song với nhau, quay mặt phản
xạ vào nhau và cách nhau một đoạn AC = 20cm Một điểm sáng S nằm ở trung điểm của AC, mắt người quan sát đặt tại M cách đều hai gương và cách S một đoạn 35cm Hỏi người quan sát sẽ nhìn thấy bao nhiêu ảnh của S trong hai gương?
Câu 3 (2,0 điểm)
Có 2 bình nhiệt dung nhỏ Bình một chứa 3kg nước ở nhiệt độ 100 o C, bình hai chứa 2kg nước
ở nhiệt độ trong phòng 26 o C Lấy một nhiệt kế có sẵn trong phòng nhúng vào bình một, thấy nhiệt kế chỉ 98 o C Nếu tiếp tục nhúng nhiệt kế đó vào bình hai rồi nhúng trở lại bình một thì số chỉ của nhiệt kế
ở mỗi lần nhúng là bao nhiêu? Sau rất nhiều lần nhúng đi nhúng lại nhiệt kế vào bình một rồi vào bình hai thì nhiệt kế chỉ bao nhiêu?
Câu 4 (1,0 điểm)
Cho một nguồn điện có hiệu điện thế U chưa biết, một điện trở R chưa biết giá trị, một ampe kế
và một vôn kế không lý tưởng, các dây nối Hãy trình bày một phương án thí nghiệm để xác định giá trị điện trở của R, của ampe kế và của vôn kế.
Câu 5A (2,0 điểm) (Dành cho học sinh trường THCS Yên Lạc)
Một dây điện trở đồng chất, tiết diện đều, được uốn thành
vòng tròn có điện trở 100Ω Từ tâm O nối qua đèn
Đ 1 (12V - 3W) rồi nối với con chạy C Từ hai đầu
đường kính AB có mắc ba bóng đèn giống nhau
có ghi (3V - 0,5W) như hình vẽ Nối A và O với hiệu điện
thế không đổi U = 12V Xét trường hợp con chạy C
di chuyển trên đường tròn theo chiều kim đồng hồ từ A đến B.
a, Tính điện trở của mạch khi con chạy C di chuyển?
Tại vị trí nào của con chạy thì điện trở này cực đại? cực tiểu?
Tính cường độ dòng điện qua mỗi đèn trong hai trường hợp trên.
b, Khi con chạy C di chuyển thì độ sáng của đèn Đ 1 thay đổi thế nào?
Câu 5B (2,0 điểm) (Dành cho học sinh các trường THCS khác THCS Yên Lạc)
Cho mạch điện như hình vẽ:
Khi cường độ dòng điện chạy trong mạch là I 1 = 2A thì công suất
tỏa nhiệt trên biến trở là P 1 = 48W, khi cường độ dòng điện chạy
trong mạch là I 2 = 5A thì công suất tỏa nhiệt trên biến trở là P 2 = 30W.
a, Tìm hiệu điện thế U và điện trở r.
b, Tìm công suất tỏa nhiệt lớn nhất có thể tỏa ra trên biến trở
Khi đó điện trở của biến trở là bao nhiêu?
c, Cần tối thiểu bao nhiêu điện trở r và mắc như thế nào để được đoạn mạch có điện trở tương
đương bằng 3,75Ω
………… Hết
R
r
+ U
-Đ3
Đ2 Đ4
A B
A O B
c Đ1 O
ĐỀ THI CHÍNH THỨC
Trang 2(Giám thị coi thi không giải thích gì thêm)
PHÒNG GD & ĐT YÊN LẠC
HƯỚNG DẪN CHẤM THI HSG LỚP 9 CẤP HUYỆN
NĂM HỌC: 2015 -2016 MÔN : VẬT LÍ
1
(2 đ)
a, Gọi chiều dài và vận tốc của xe lửa lần lượt là L và v, vận tốc của
người đi xe đạp là vx
- Khi xe lửa vượt qua cái cầu dài S = 450m mất t1 = 45s, ta có:
S + L = v.t1⇔450 + L = 45.v (1)
0.25
- Khi xe lửa vượt qua cột điện mất t2 = 15s, ta có:
L = v.t2⇔L = 15.v (2) 0.25
- Khi xe lửa vượt qua người đi xe đạp cùng chiều mất t3 = 25s, ta có:
L = (v – vx) t3⇔225 = (15 – vx).25 ⇔ vx = 6m/s Vậy vận tốc của người đi xe đạp là 6m/s
0,25
Trọng lượng của người là P = 10.m = 450N
- Khi người đứng trên pít tông lớn thì pít tông lớn đi xuống một đoạn
x, pít tông nhỏ nâng lên một đoạn y
- Thể tích dầu chuyển từ xi lanh lớn sang xi lanh nhỏ là:
- Ta có áp suất trong dầu ở hai xi lanh ngang mặt đáy của pít tông lớn bằng nhau:
P
S=d 4 x ⇔450
0 , 09=8000 4 x⇔ x=0 , 15625 m⇒ y = 3x = 0,46875m Vậy pít tông nhỏ nâng lên một đoạn 0,46875m
0.5
c, Công có ích đưa vật lên cao là:
A1 = H.A = 0,8.6000 = 4800 J
0.25
- Trọng lượng của vật là:
P = A1
h =
4800
2 =2400 N
0.25
- Công để thắng lực ma sát là:
- Độ lớn của lực ma sát là
Fms = Ams
l =
1200
20 =60 N
0.25
Trang 32
(2 đ)
- Ta có hai quá trình tạo ảnh:
Quá trình 1:
Quá trình 2:
Các ảnh này cùng nằm trên
đường thẳng đi qua S và vuông
góc với hai gương tại A và C
- Vì hai gương đặt song song
nên số ảnh là vô hạn Tuy nhiên
mắt chỉ nhìn thấy những ảnh mà
tia phản xạ có đường kéo dài qua
nó truyền đến mắt Nghĩa là mắt
chỉ nhìn thấy những ảnh thuộc
đoạn PQ như hình vẽ
- Vì lí do đối xứng nên SP = SQ
Ta có AB//SM (gt)
với tam giác PSM
⇒ AP
SP =
AB
SM ⇔ SP −10
30 35
Vậy mắt chỉ nhìn thấy ảnh Sn cho
Bởi mỗi quá trình nếu:
SSn SP = 70cm
- Xét quá trình 1:
Vậy mắt nhìn thấy 3 ảnh S1 , S2 và S3
- Xét quá trình 2: Làm tương tự như quá trình 1 ta xác định được mắt
nhìn thấy 3 ảnh và Sa, Sb Sc
- Vậy mắt nhìn được 6 ảnh của S qua hệ gương là S1 , S2, S3, Sa, Sb
HV 0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25 0,25
D B
P
S 3
S b
S 1 A S C S a
S 2
S c Q
M
AB CD AB CD
S → S 1→ S2 → S 3 → S 4 …
CD AB CD AB
S → S a→ Sb → S c → S d …
AB
S S 1 SS 1 = 20cm
CD
S 1 →S 2 ⇒SS 2 = 40cm
AB
S 2 →S 3 ⇒SS 3 = 60cm CD
S 3→S4 ⇒SS 4 = 80cm > SP = 70cm ⇒Mắt không nhìn thấy ảnh S4
Trang 43
(2 đ)
và Sc
a, Gọi nhiệt dung riêng của nước là c, nhiệt dung của nhiệt kế là q
- Nhúng nhiệt kế vào bình 1, ta có PTCBN:
3c(100 – 98) = q(98 – 26) ⇔c = 12q
0,25
0,5
- Tiếp tục nhúng nhiệt kế vào bình 2, nhiệt kế chỉ txoC Ta có
PTCBN:
2c (tx - 26) = q( 98 - tx ) ⇔24q(tx - 26) = q( 98 - tx )
- Nhúng nhiệt kế trở lại bình 1, nhiệt kế chỉ tyoC Ta có PTCBN:
3c (98 - ty) = q( ty – 28,88) ⇔36q(98 - ty ) = q( ty – 28,88 )
b, Sau nhiều lần nhúng đi nhúng lại vào bình 1 rồi vào bình 2 thì
nhiệt độ của hai bình bằng nhau và bằng số chỉ của nhiệt kế là t Ta
coi hai bình và nhiệt kế trao đổi nhiệt với nhau Nhiệt độ ban đầu của
bình 1 là 100oC, của bình 2 và nhiệt kế là 26oC Ta có PTCBN:
3c(100 – t) = (q + 2c)(t – 26) ⇔36q(100 – t) = 25q(t – 26)
⇔t= 69,67oC
0,5
4
(1 đ)
Bước 1: Mắc mạch điện như hình vẽ
- Đọc số chỉ của ampe kế là I1 ,
của vôn kế là U1
- Ta xác định được điện trở của
ampe kế là: RA = U1
I1
0,25
Bước 2: Mắc mạch điện như hình vẽ
- Đọc số chỉ của ampe kế là I2 ,
của vôn kế là U2
- Ta có: U2 = I2(RA+R) = I2(U1
I1+R)
⇒ R = U I2
2
− U1
I1
0,5
Bước 3: Mắc mạch điện như hình vẽ
- Đọc số chỉ của ampe kế là I3 ,
của vôn kế là U3
- Ta xác định được điện trở của
vôn kế là: Rv = U3
I3
0,25
R
+ U
-A
V
R
+ U
-A
V
+ U
Trang 5(2 đ) Câu 5A (2 điểm)(Dành cho học sinh trường THCS Yên Lạc)Mạch điện đã cho tương đương với mạch điện sau:
SĐMĐ:({[(Đ2ntĐ3ntĐ4)//RAB]ntRBC}//RAC)ntĐ1
0,25
Do AB là đường kính nên RAB = RACB = 50Ω
Gọi RAC = x (0x ≤ 50 Ω¿ thì RBC = 50 –x
Điện trở Đ1 là: R1 = U1 2
P1=
122
3 =48 Ω
Điện trở Đ2, Đ3, Đ4 là: R2=R3=R4 = U2 2
P2=
3 2
0,5=18 Ω
0,25
- Điện trở tương đương của đoạn mạch AB là:
RtđAB = RAB (R2+R3+R4)
RAB+R2+R3+R4≈ 26 Ω
- Điện trở tương đương của đoạn mạch AC là:
RtđAC = (RtdAB +RBC)RAC
RtdAB+RBC+RAC=
(76 − x) x 76
- Điện trở tương đương của mạch điện là:
RAO = R1 + RtđAC = 48+(76 − x) x
Từ (*) suy ra:
- RAO cực đại khi (x-38)2
min⇔(x-38)2= 0 ⇔x = 38Ω
- RAO cực tiểu khi (x-38)2
max⇔(x-38)2= (-38)2⇔x = 0 Vậy khi con chạy c ở vị trí sao cho RAC = 38Ω thì điện trở của mạch
cực đại, khi con chạy c trùng vớ A thì điện trở của mạch cực tiểu
0,25
- Khi RAO cực đại (x = 38Ω)thì cường độ dòng điện qua Đ1 là:
I1min =
U
RAO max=
12 5092 76
≈ 0 , 179 A
- Khi RAO cực tiểu (x = 0) thì cường độ dòng điện qua Đ1 là:
I1max = R U
AO min
= 12
5092 −¿ ¿ ¿
0,25
* Tính cường độ dòng điện qua Đ2, Đ3, Đ4
- Khi RAO cực đại thì x = 38Ω⇒RBC=12Ω
⇒RtđABC = RAB + RBC = 26 + 12 = 38Ω= RAC , mà RtđABC // RAC
⇒ IABC=IAC=I1 min
2 =0 ,0895 A
Ta có UAB = IABC.RtđAB = 0,0895.26= 2,327V
0,25
I2 Đ2 Đ3 Đ4
RAB
RAC
B RBC
C Đ1 O _ I1
+ I1
A
Trang 6Cường độ dòng điện qua Đ2, Đ3, Đ4 là I2=I3=I4 = UAB
3 R2=0 , 043 A
- Khi RAO cực tiểu thì x = 0 ⇒ A trùng C ⇒ UAC = 0 nên không có
dòng điện qua các đèn Đ2, Đ3, Đ4
I1 = R U
AO
= 12
5092 −¿ ¿ ¿ với (0x ≤ 50 Ω¿ (**)
Từ (**) suy ra:
- Khi x= 0 thì I1max⇒ Đ1 sáng nhất
- Khi x = 38Ω thì I1min⇒ Đ1 tối nhất
- Khi (0<x<38Ω) thì I1 giảm dần nên độ sáng của Đ1 giảm dần
- Khi (38Ω<x<50Ω) thì I1 tăng dần nên độ sáng của Đ1 tăng dần 0,5
5B
(2 đ)
Câu 5B(Dành cho học sinh các trường THCS khác, trừ THCS Yên Lạc)
a,
- Khi cường độ dòng điện trong mạch
là 2A thì điện trở của biến trở là:
R1 = P I1
1 2
= 48
4 =12 Ω
- Khi cường độ dòng điện trong mạch
là 5A thì điện trở của biến trở là: R2 = P I 2
2 2
= 30
Ta có: U = I1(r +R1) ⇔U = 2(r + 12) (1)
U = I2(r +R2) ⇔U = 5(r + 1,2) (2)
Từ (1) và (2) tính được r = 6Ω và U = 36V
0,25
b, Gọi cường độ dòng điện trong mạch là I
Công suất toàn mạch là P, công suất tiêu thụ trên r là Pr trên biến trở
là Pb
Ta có: P = Pr + Pb⇔UI = I2r + Pb⇔ 6I2 – 36I + Pb = 0 (*)
Phương trình (*) có nghiệm nên:
Khi Pbmax = 54W thì (*)⇔6I2 – 36I + 54 = 0 ⇔I = 3A
Ta có: Rb = P b max
I2 =
54
9 =6 Ω
Vậy khi điện trở của biến trở bằng 6Ω thì công suất tỏa nhiệt trên
biến trở lớn nhất bằng 54W
0,25
mắc song song với đoạn mạch X
Ta có: Rtđ = r R X
r+ R ⇔3 , 75= 6 R x
6+R x
⇔ R x=10 Ω
- Ta thấy Rx > r nên đoạn mạch X gồm 1 điện trở r nối tiếp với
- Ta thấy Ry < r nên đoạn mạch Y gồm 1 điện trở r mắc song song
với đoạn mạch Z
Ta có: Ry = r R z
r + R ⇔ 4= 6 R z
6+R z ⇔ R z=12 Ω
R
r
+ U
Trang 7Ta thấy Rz = 2 r nên đoạn mạch Z gồm 2 điện trở r mắc nối tiếp
Vậy cần tối thiểu 5 điện trở r và mắc thành đoạn mạch như hình vẽ.
0,25
Chú ý:
- Nếu học sinh làm cách khác đúng kết quả và bản chất vật lí cho điểm tối đa
- Học sinh viết thiếu hoặc viết sai đơn vị từ hai lần trở lên thì trừ 0,25 điểm của toàn bài
- Nếu học sinh làm đúng đáp số nhưng sai bản chất vật lí thì không cho điểm
C
Trang 8Đ2 Đ4
A B
A O B
c
Đ1 O