LƯU Ý: Thí sinh giải theo cách khác, nếu đúng vẫn cho đủ điểm số theo phân phối điểm của hướng dẫn chấm này.... Gọi t1 là thời gian đi nửa đầu đoạn đường, t2 là thời gian đi nửa đoạn đườ[r]
Trang 1
UBND HUYỆN NGHĨA ĐÀN
PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI HUYỆN NĂM HỌC: 2012-2013
Môn thi: VẬT LÍ LỚP 9
Thời gian: 120 phút (Không kể thời gian giao đề)
Bài 1: (5 điểm)
Một nhiệt lượng kế có khối lượng m1 = 120g, nhiệt dung riêng c1 = 460J/kg.K chứa nước có khối lượng m2 = 600g ở cùng nhiệt độ t1 = 200C Người ta thả vào đó hỗn hợp bột Nhôm và Thiếc có khối lượng tổng cộng là m = 180g đã được đun nóng tới
1000C Khi diễn ra cân bằng nhiệt, nhiệt độ cân bằng là t = 240C Tính khối lượng m3
của Nhôm, m4 của Thiếc có trong hỗn hợp Biết nhiệt dung riêng của nước, của Nhôm, của Thiếc lần lượt là: c2 = 4200J/kg.K, c3 = 900J/kg.K, c4 = 230J/kg.K.
Bài 2:(4điểm)
Một xe máy đi trên quãng đường AB Nửa đoạn đường đầu đi với vận tốc V1 = 60km/h Trong nửa thời gian còn lại đi với vận tốc V2 = 30km/h, cuối cùng đi với vận tốc V3 = 20km/h Tính vận tốc trung bình trên cả quãng đường.
Bài 3:(5 điểm)
Cho mạch điện như hình vẽ: (Hình.1)
U = 24V, R = 12 Bóng đèn có điện trở
Rđ = 18 và hiệu điện thế định mức là 9V.
a Hỏi giá trị Rb của biến trở tham gia vào
mạch điện phải bằng bao nhiêu để đèn sáng
bình thường?
b Khi đèn sáng bình thường, nếu dịch chuyển
con chạy về phía trái thì độ sáng của đèn thay
đổi ra sao?
(Hình.1)
Bài 4: (6 điểm)
Cho mạch điện như hình vẽ (Hình.2)
Hiệu điện thế giữa hai điểm A và B là 20V luôn không đổi
Biết R1 = 3 , R2 = 2 , R3 = 1 , R4 = 2 , R5 = 8
Điện trở của ampe kế và dây nối không đáng kể
1) Khi khoá K mở Tính:
a) Điện trở tương đương của cả mạch.
b) Số chỉ của ampe kế.
2) Thay điện trở R2 và R4 lần lượt bằng điện trở Rx và Ry,
khi khoá K đóng và mở ampe kế đều chỉ 1A Tính giá trị
của điện trở Rx và Ry trong trường hợp này.
A B
Lưu ý : Học sinh bảng B không phải làm ý 2 bài 4.
-R1 R5
K R2
R3
Þ Þ
(Hình 2) A
+
R4
U +
- -0 R
ĐỀ CHÍNH THỨC
D C
Rb
Đ
C
Trang 2HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI MƠN VẬT LÝ BẢNG A
Năm học 2012-2013
1
5đ
TT
: m1 = 0,12kg; m2 = 0,6kg; m = 0,18kg; c1 = 460J/kg.K; c2 = 4200J/kg.K;
c3 = 900J/kg.K; c4 = 230J/kg.K; t1 = 200C; t2 = 1000C; t = 240C. Tính m3 = ? m4 = ?
- Theo bài ra ta cĩ: m3 + m4 = 0,18(kg) => m4 = 0,18 – m3 (kg)
- Nhiệt lượng do vật nhôm và thiếc toả ra: Q3 = m3.c3(t2 - t)
Q4 = m4.c4(t2 - t)
- Nhiệt lượng do nhiệt lượng kế và nước thu vào: Nhiệt lượng kế: Q1 = m1.c1(t – t1)
Nước : Q2 = m2.c2(t – t1)
Theo phương trình cân bằng nhiệt thì: Q3 + Q4 = Q1 + Q2
(m3.c3 + m4.c4)(t2 - t) = (m1.c1 + m2.c2)(t – t1)
m3.c3 + m4.c4 = 1 1 2 2 1 2 (m c m c t t)( ) t t thay số………….………
m3.c3 + m4.c4 135,5
900m3 + 230(0,18 – m3) = 135,5 ………
673m3 = 94,1
m3 = 0,14(kg) = 140kg………
thay vào (1) ta được : m4 0,04( ) 40( )kg g ………
0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,5 0,25 0,5 0,5 0,25 0,5 0,5 2 4đ TT: S = AB, V1 = 60km/h; V2 = 30km/h; V3 = 20km/h, S2 + S3 = S1 = 2 S Vtb = ?
0,25 0,25 Gọi t1 là thời gian đi nửa đầu đoạn đường, t2 là thời gian đi nửa đoạn đường cịn lại Ta cĩ: t1 = 1 1 S V = 2 1 S V = 2.60 S = 120 S (h)………
- Thời gian xe đi với vận tốc V2 là 2 t 2 , đoạn đường tương ứng với thời gian này là: S2 = V2 2 t 2 (1)
- Thời gian xe đi với vận tốc V3 cũng là 2 t 2 , đoạn đường tương ứng với thời gian này là: S3 = V3 2 t 2 (2)
- Theo bài ra ta cĩ : S2 + S3 = 2 S .(3)
0,25
0, 5 0,25
0,25 0,25 0,25 0,25
S1
S2
S3
B A
Trang 3- Thay (1), (2) vào (3) ta có: (V2 + V3).t2 = 2
S
- => t2 = 2 3
S
V V = 30 20
S
S
Thời gian đi hết đoạn đường là : t = t1 + t2 = 120
S
+ 50
S
=
17
600
S
- Vận tốc trung bình trên cả đoạn đường AB là : Vtb = t
S
=
600
17 ≈ 35,3(km/h)
0,25 0,25
0,5 0,5
3
5đ
U = 24V; R = 12 ; Rđ = 18; Uđ = 9V.
a Rb =?
b dịch bt về trái độ sáng đèn?
………
a Vì Đ//R nên điện trở đoạn CD là: RCD =
d
d
R R
12.18
12 18 = 7,2( )………
Khi đèn sáng bình thường thì HĐT 2 đầu đèn đạt giá trị định mức, ta có UCD = Uđ = 9(V)
Cường độ dòng điện toàn mạch: I = Ib = ICD =
CD CD
U
9
7, 2 = 1,25(A)………
=> điện trở toàn mạch RTM =
U
I =
24
1, 25 = 19,2( )………
Vì Rb nt RCD nên điện trở: Rb = RTM – RCD = 19,2 – 7,2 = 12( )………
b Khi dịch chuyển con chạy về phía trái thì Rb giảm RTM giảm ………
mà U không đổi nên cường độ dòng điện toàn mạch Ic = TM
U
=> đèn sáng hơn bình thường, có thể cháy ………
( Tuỳ mức độ có thể chiết đến 0,25đ)
0,5
0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
4
6đ
1/ Khi K mở ta có mạch sau : {(R1nt R3 )// (R2nt R4) }nt R5
Điện trở R13:
R13 = R1+ R3 = 3 + 1=4()
Điện trở R24:
R24 = R2 + R4 = 2 + 2= 4()
Điện trở R1234 =
13 24
2( )
4 4
R R
R R
Điện trở tương đương cả mạch:
RAB = R5 + R1234 = 8 + 2= 10()
b) Cường độ dòng điện qua đoạn mạch AB: I =
20 2( ) 10
AB
U
A
Vì R5 nt R1234 nên I5 = I1234 = I = 2(A)
Hiệu điện thế đoạn mạch mắc song song :
UCB = U1234 = I1234 R1234 = 2 2 = 4(V)
Vì R13 // R24 nên U13 = U24 = UCB = 4(V)
Cường độ dòng điện qua R24 : I24 =
24 24
4 1( ) 4
U
A
R
Số chỉ của ampe kế: IA = I24 = 1(A)
0,5đ 0,25đ 0,25đ 0,5đ
0,5đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ
0,25đ 0,5đ
Trang 42/ Khi K mở ta có cấu trúc mạch sau : R5 nt [(R1 nt R3) // ( Rx nt Ry)]
Cường độ dòng điện qua cả mạch:
5
x y
U I
R R R R R
R R R R
20
8 4
x y
x y
R R I
R R
= ICB (1)
Vì R13 // Rxy nên :
hay
4
CB x y
I R R
=>
4 4
x y CB
R R
I
(2)
Từ (1) và (2) suy ra:
4
4
x y
R R
x y
x y x y
R R
=>Rx + Ry = 4() => Ry = 4 – Rx
Khi K đóng: R5 nt [( R1 // Rx ) nt ( R3 // Ry)]
Cường độ dòng điện trong mạch chính:
'
3 1
5
20
.
I
R R
R R R
R R R R
20 3 8
y x
x y
R R
x x
I
'
CB
I (3)
Vì R1 // Rx nên:
'
1
CB x
I R R '
3
CB x
3
x CB
R
I
(4)
Từ (3) và (4) suy ra:
3
3
x R
x x
3Rx2 – 23Rx + 42 = 0 Giải phương trình bậc hai ta được hai nghiệm
Rx1 = 4,67, Rx2 = 3 theo điều kiện ta loại Rx1> 4; nhận Rx2 = 3()=> Ry = 1
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ 0,25đ
LƯU Ý: Thí sinh giải theo cách khác, nếu đúng vẫn cho đủ điểm số theo phân phối điểm của hướng
dẫn chấm này
Trang 5
HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI MƠN VẬT LÝ BẢNG B
Năm học 2012-2013
1
5đ
TT
: m1 = 0,12kg; m2 = 0,6kg; m = 0,18kg; c1 = 460J/kg.K; c2 = 4200J/kg.K;
c3 = 900J/kg.K; c4 = 230J/kg.K; t1 = 200C; t2 = 1000C; t = 240C. Tính m3 = ? m4 = ?
- Theo bài ra ta cĩ: m3 + m4 = 0,18(kg) => m4 = 0,18 – m3 (kg)
- Nhiệt lượng do vật nhôm và thiếc toả ra: Q3 = m3.c3(t2 - t)
Q4 = m4.c4(t2 - t)
- Nhiệt lượng do nhiệt lượng kế và nước thu vào: Nhiệt lượng kế: Q1 = m1.c1(t – t1)
Nước : Q2 = m2.c2(t – t1)
Theo phương trình cân bằng nhiệt thì: Q3 + Q4 = Q1 + Q2
(m3.c3 + m4.c4)(t2 - t) = (m1.c1 + m2.c2)(t – t1)
m3.c3 + m4.c4 = 1 1 2 2 1 2 (m c m c t t)( ) t t thay số………….………
m3.c3 + m4.c4 135,5
900m3 + 230(0,18 – m3) = 135,5 ………
673m3 = 94,1
m3 = 0,14(kg) = 140kg………
thay vào (1) ta được : m4 0,04( ) 40( )kg g ………
0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,5 0,25 0,5 0,5 0,25 0,5 0,5 2 4đ TT: S = AB, V1 = 60km/h; V2 = 30km/h; V3 = 20km/h, S2 + S3 = S1 = 2 S Vtb = ?
0,25 0,25 Gọi t1 là thời gian đi nửa đầu đoạn đường, t2 là thời gian đi nửa đoạn đường cịn lại Ta cĩ: t1 = 1 1 S V = 2 1 S V = 2.60 S = 120 S (h)………
- Thời gian xe đi với vận tốc V2 là 2 t 2 , đoạn đường tương ứng với thời gian này là: S2 = V2 2 t 2 (1)
- Thời gian xe đi với vận tốc V3 cũng là 2 t 2 , đoạn đường tương ứng với thời gian này là: S3 = V3 2 t 2 (2)
0,25
0, 5 0,25
0,25 0,25 0,25 0,25
S1
S2
S3
B A
Trang 6- Theo bài ra ta có : S2 + S3 = 2
S
(3)
- Thay (1), (2) vào (3) ta có: (V2 + V3).t2 = 2
S
- => t2 = 2 3
S
V V = 30 20
S
S
Thời gian đi hết đoạn đường là : t = t1 + t2 = 120
S
+ 50
S
=
17
600
S
- Vận tốc trung bình trên cả đoạn đường AB là : Vtb = t
S
=
600
17 ≈ 35,3(km/h)
0,25 0,25 0,5 0,5
3
5đ
U = 24V; R = 12 ; Rđ = 18; Uđ = 9V.
a Rb =?
b dịch bt về trái độ sáng đèn?
………
a Vì Đ//R nên điện trở đoạn CD là: RCD =
d
d
R R
12.18
12 18 = 7,2( )………
Khi đèn sáng bình thường thì HĐT 2 đầu đèn đạt giá trị định mức, ta có UCD = Uđ = 9(V)
Cường độ dòng điện toàn mạch: I = Ib = ICD =
CD CD
U
9
7, 2 = 1,25(A)………
=> điện trở toàn mạch RTM =
U
I =
24
1, 25 = 19,2( )………
Vì Rb nt RCD nên điện trở: Rb = RTM – RCD = 19,2 – 7,2 = 12( )………
b Khi dịch chuyển con chạy về phía trái thì Rb giảm RTM giảm ………
mà U không đổi nên cường độ dòng điện toàn mạch Ic = TM
U
=> đèn sáng hơn bình thường, có thể cháy ………
( Tuỳ mức độ có thể chiết đến 0,25đ)
0,5
0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
4
6đ
1/ Khi K mở ta có mạch sau : {(R1nt R3 )// (R2nt R4) }nt R5
Điện trở R13: R13 = R1+ R3 = 3 + 1=4()
Điện trở R24: R24 = R2 + R4 = 2 + 2= 4()
Điện trở R1234 =
13 24
2( )
4 4
R R
R R
Điện trở tương đương cả mạch: RAB = R5 + R1234 = 8 + 2= 10()
b) Cường độ dòng điện qua đoạn mạch AB: I =
20 2( ) 10
AB
U
A
Vì R5 nt R1234 nên I5 = I1234 = I = 2(A)
Hiệu điện thế đoạn mạch mắc song song :
UCB = U1234 = I1234 R1234 = 2 2 = 4(V)
Vì R13 // R24 nên U13 = U24 = UCB = 4(V)
Cường độ dòng điện qua R24 : I24 =
24 24
4 1( ) 4
U
A
R
Số chỉ của ampe kế: IA = I24 = 1(A)
0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ
0,5đ 0,5đ 0,5đ
0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ
LƯU Ý: Thí sinh giải theo cách khác, nếu đúng vẫn cho đủ điểm số theo phân phối điểm của hướng
dẫn chấm này