de thi HSG K9

[r]

- đề thi học sinh giỏi lớp 9

năm học : 2011 - 2012

Môn : vật lý

Thời gian làm bài : 150 phút

( Đề thi gồm 01 trang )

Câu 1(2,5điểm)

An và Bình cùng đi từ A đến B dài 6 km An đi với vận tốc v 1 12km/h, Bình khởi hành sau An 15 phút và đến nơi sau An 30 phút.

a Tìm vận tốc của Bình.

b Để đến nơi cùng lúc với An, Bình phải đi với vận tốc bao nhiêu?

Câu 2(2điểm)

Có hai bình cách nhiệt Bình 1 chứa m 1 = 2 kg nớc ở t 1 = 20 0 C, Bình 2 chứa m 2 = 4kg nớc ở t 2 =

60 0 C Ngời ta rót một lợng nớc từ bình 1 sang bình 2 sau khi cân bằng nhiệt, ngời ta lại rót lợng nớc m nh thế từ bình 2 sang bình 1 Nhiệt độ cân bằng lúc này là t' 1 = 21,95 0 C.

a Tính lợng nớc m trong mỗi lần rót và nhiệt độ cân bằng t 2 của bình 2.

b Nếu tiếp tục thực hiện lần thứ hai, tìm nhiệt độ cân bằng của mỗi bình.

Cõu 3 (2điểm)

nếu ghộp nối tiếp hai điện trở R ❑1 , R ❑2 và nối với hai cực của một nguồn điện cú hiệu điện thế U = 6 V thỡ mạch này tiờu thụ một cụng suất P ❑1 = 6 W Nếu cỏc điện trở R ❑1 và

R ❑2 mắc song song thỡ cụng suất tiờu thụ tăng lờn là P ❑2 = 27 W Hóy tớnh điện trở R

❑1 , R ❑2

cõu4 (2 điểm)

Cho mạch điện cú sơ đồ sau Biết U AB = 12V khụng đổi, R 1 = 5 ; R 2 = 25 ; R 3 = 20 Nhỏnh

DB cú hai điện trở giống nhau và bằng r, khi hai điện trở r mắc nối tiếp vụn kế V chỉ giỏ trị U 1 , khi hai điện trở r mắc song song vụn kế V chỉ giỏ trị

U 2 = 3U 1 :

1) Xỏc định giỏ trị của điện trở r ? ( vụnkế cú R =  )

b) Vụnkế V đang chỉ giỏ trị U 1 ( hai điện trở r nối tiếp ) Để V chỉ số 0 chỉ cần : + Hoặc chuyển chỗ một điện trở, đú là điện trở nào và chuyển nú đi đõu trong mạch điện ? + Hoặc đổi chỗ hai điện trở cho nhau, đú là những điện trở nào ?

Cõu5 (1,5đ)

Xột mạch điện như hỡnh vẽ Hiệu điện thế trờn cỏc điện trở R’ và trờn điện trở R thay đổi như sau :

U 2 - 0 = 9U 3 - 0 ; U 3 - 0 = 9U 4 - 0 ; U 4 - 0 = 9U 5 - 0 ……U 2005 - 0 = 9U 2006 - 0 ; U 2006 - 0 = 9U 2007 - 0

Tỡm cỏc tỷ số R/r’ , R’/r’

Đáp án và biểu điểm kiểm tra học sinh giỏi huyện năm 2011-2012

Môn: Vật lí 9

điểm

0

Câu 1

a Thời gian An đi từ A đến B :

t1= AB

v1 =

6

12=0,5 h=30 ph

Bình khởi hành sau An 15 phút lại đến sau An 30ph nên thời gian đi từ A đến B của Bình là:

t2 = t1 + 30ph - 15ph = 45ph = 0,75h Vậy vận tốc chuyển động của Bình:

v2= AB

t2 =

6 km

0 ,75 h=8 km/h

0,5đ

0,5đ

0,5đ

b Để đến nơi cùng lúc với An, Bình đã mất thời

gian:

t'2 = t1 - 15ph = 30 - 15 = 15ph= 0,25h

Vận tốc của Bình lúc này : v'2 = AB

t '2 =

6 km

0 , 25 h=24 km /h.

0,5đ 0,5đ

Câu2

a - Gọi t'2 là nhiệt độ cân bằng ở bình 2 sau khi rót

m nớc từ bình 1 sang Ta có phơng trình cân bằng nhiệt

mcn(t'2 - t1) = m2cn(t2 - t'2)

=> m(t'2 - t1) = m2(t2 - t'2) (1)

- Sau khi rót m nớc từ bình 2 sang Ta có phơng trình cân bằng nhiệt

(m1 - m)cn(t'1 - t1) = mcn(t'2 - t'1)

=> (m1 - m)(t'1 - t1) = m(t'2 - t'1)

<=> m (t'2 - t1) = m1 (t'1 - t1) (2)

từ (1) và (2) ta suy ra: t '2=m2t2−m1 (t '1−t1 )

(3), Thay (3) vào (2) ta rút ra:

m= m1 m2(t '1−t1)

m2(t2−t1)−m1(t '1−t1) (4) Thay các số liệu vào các phơng trình(3),(4) ta

đ-ợc t'2 = 590C ; m = 0,1kg = 100g

0,25đ

0,25đ 0,5đ

0,25đ

0,25đ

b Bây giờ bình 1 có nhiệt độ t'1 = 21,950C, bình 2

có nhiệt độ t'2 = 590C sau lần rót từ bình 1 sang bình 2 gọi t''2 là nhiệt độ cân bằng ta có phơng trình cân bằng nhiệt

m.(t''2 - t'1) = m2(t'2 - t''2)

=> t''2 = mt '1+m2t '2

m+m2 =58 , 12

0

C

và rót từ bình 2 sang bình 1:

t ''1=mt ''2+(m1− m)t1

m1 =23 , 76

0

C

0,25đ

0,25đ

Cõu3 Khi cỏc điện trở được ghộp nối tiếp ta cú :

R ❑1 + R ❑2 = U P2

1

= 36

6 =6 (1) Khi cỏc điện trở mắc song song thi ta cú :

0,5đ

R1 R2

R1+R2=

U2

P2=

36

27  R ❑1 R ❑2 = 8 (2) Giải hệ phương trình 1 và 2 ta được

R ❑1 = 4 Ω  R ❑2 = 2 Ω

R ❑1 = 2 Ω  R ❑2 = 4 Ω

0,5đ 1đ

Câu4

a Do vônkế có điện trở vô cùng lớn nên ta có cách

mắc ( R1 nt R2 ) // ( R3 nt 2r ) Ta tính được cường độ dòng điện qua điện trở R1 là I1 = 0,4A;

cường độ dòng điện qua R3 là

I3 = UAB

R3+2r=

12

20+2r

 U DC = U AC - U AD = I1.R1 - I3.R3 = 0,4.5

-12 20

20+2 r = 20+r 4 r −200 (1) Ttự khi hai điện trở r mắc song song ta có cách mắc là ( R1 nt R2 ) // ( R3 nt 2r ) ; lý luận như trên, ta có:

U’DC = 40+r 2 r − 400 (2) Theo bài ta có U’DC = 3.UDC , từ (1) & (2)  một

r = 20 ( loại giá trị r = - 100 )

0,25đ 0,25đ

0,25đ

0,5đ

b Khi vôn kế chỉ số 0 thì khi đó mạch cầu cân bằng

và : RAC

RAD=

RCB

RDB (3)

+ Chuyển chỗ một điện trở : Để thoả mãn (3),

ta nhận thấy có thể chuyển một điện trở r lên nhánh AC và mắc nối tiếp với R1 Thật vậy, khi

đó có RAC = r + R1 = 25 ; RCB = 25 ; RAD = 20 và RDB = 20  (3) được thoả mãn

+ Đổi chỗ hai điện trở : Để thoả mãn (3), có thể

đổi chỗ R1 với một điện trở r ( lý luận và trình bày tt )

0,25đ

0,25đ

0,25đ

Câu5 a R/r là : U2006 - 0 =U2006 - 2007 + U2007 - 0 = 9U2007 - 0

U2006 - 2007 = 8U2007 - 0 hay I.R= 8I.r từ đó cóR/r = 8

1đ

b R’/r là: U2005 - 0 = U2005 – 2006 + U2006 – 0 = 9U2006 - 0

U2005-2006 = 8U2006-0

0,5đ

I’.R = 8.I’( R+r) R’/ R + r +R’

Thay R = 8r Ta có 8r =8.9r.R’/ 9r + R’ Ta có R’/r =9/8