a Nêu các cách mắc các dụng cụ trên với nhau mô tả bằng sơ đồ mạch điện và tính giá trị của biến trở R2 trong mỗi cách mắc để đèn sáng đúng định mức.. Cho biết các dây dẫn nối các dụng c[r]
Trang 1Phòng GD-ĐT quận Cầu Giấy Đề thi học sinh giỏi lớp 9
Năm học 2010 - 2011
Môn: Vật lí
Thời gian: 120 phút (không kể thời gian giao đề)
Câu 1: (4 điểm)
Lúc 7 giờ hai ô tô cùng khởi hành từ hai điểm A và B cách nhau 96km và đi ng ợc chiều nhau Vận tốc của xe đi từ A là 36km/h, của xe đi từ B là 28km/h.
a) Tìm khoảng cách giữa hai xe lúc 8 giờ.
b) Xác định vị trí và thời điểm lúc hai xe gặp nhau.
Câu 2: (4 điểm)
Khi đó, mức thuỷ ngân ở hai nhánh chữ U ngang bằng nhau.
Câu 3: (4 điểm)
cách nhiệt chứa nớc, sau khi cân bằng nhiệt thì lấy ra rồi thả tiếp chai khác vào Nhiệt độ nớc ban
C
õu 4 : (3 điểm)
Cho các dụng cụ sau: Một nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U = 12V; một bóng đèn,
khoảng từ 0 đến 10 Ω.
a) Nêu các cách mắc các dụng cụ trên với nhau (mô tả bằng sơ đồ mạch điện) và tính giá
dẫn nối các dụng cụ với nhau có điện trở không đáng kể.
b) Trong câu a, gọi hiệu suất của mạch điện là tỉ số giữa công suất tiêu thụ của đèn và công suất của nguồn điện cung cấp cho toàn mạch Tính hiệu suất của mạch điện trong từng cách mắc ở câu a và cho biết cách mắc nào có hiệu suất cao hơn?
Cõu 5: (5 điểm)
Cho 3 điện trở R1, R2 và R3=16Ω chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là UΩ chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là U1 = U2=6Ω chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là UV; U3
= 12V Người ta ghộp 3 điện trở núi trờn thành đoạn mạch AB như hỡnh vẽ H1 thỡ điện trở của
b) Tớnh cụng suất lớn nhất mà bộ điện trở chịu được.
c) Mắc nối tiếp đoạn mạch AB với một bộ gồm nhiều
búng đốn cựng loại 4V-1W vào hiệu điện thế U = 16Ω chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là UV khụng đổi Tớnh số đốn lớn nhất cú thể sử dụng sao cho chỳng vẫn sỏng bỡnh thường Khi đú cỏc đốn được ghộp như thế nào?
-
Năm học 2008 - 2009 Môn: Vật lí
Thời gian: 120 phút (không kể thời gian giao đề)
Câu 1: (4 điểm) a) Lúc 8h cả 2 xe đều đi đợc 8h-7h=1h
Khoảng cách 2 xe là: 96 - (v1+v2).t = 96 – (36+28).1 = 32 (km) 1,5điểm
b) Thời điểm 2 xe gặp nhau: v1.t + v2.t = 96
Khi đó 2 xe cách A một khoảng: 36.1,5 = 54 (km) hoặc 96 - 28.1,5 = 54(km)
1 điểm
Câu 2: (4 điểm) Khi mức thủy ngân ở hai nhánh ống ngang bằng nhau, thì trọng lợng hai cột chất lỏng bằng nhau, do
đó:
D2 =
9
Đổ thêm chất lỏng, cột chất lỏng D2 cao thêm đợc: h =
S
V =
10, 2
1, 2 = 8,5 (cm)
Nh vậy mực thuỷ ngân trong ống chứa chất lỏng D1 đã dâng lên so với mức thủy ngân trong ống chứa chất lỏng D là: (8+8,5) – (9+7) = 0,5cm
R3
H1
Trang 2Trọng lợng của cột thủy ngân 0,5cm này chính bằng trọng lợng của cột chất lỏng D2 đổ thêm vào Vậy khối l-ợng riêng của chất lỏng D2 là:
D2 = 13,6
0,5Ω.
Khối lợng riêng của chất lỏng D1 là:
D1 =
8Ω.
* Học sinh có thể làm theo công thức tính áp suất chất lỏng, đúng cho điểm tối đa
Cõu 3: (4điểm)
a) Đặt m là khối lượng của một chai và M là khối lượng nước của bỡnh cỏch nhiệt; c và Cn là nhiệt dung riờng của sữa và của nước
Khi lấy chai thứ nhất ra thỡ nhiệt độ chung của sữa và nước là t1:
mc(t1 - tx) = MCn(t0 – t1) → mc (33 – tx) = MCn(36Ω chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là U – 33) (1) 1điểm
Khi lấy chai thứ hai ra, ta cú:
mc(t2 – tx) = MCn(t1 – t2) (2) → mc (30,5Ω – tx) = MCn(33 – 30,5Ω.) (2a)
Chia vế với vế của (1) cho (2a) ta được:
(33 ) (36Ω chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là U 33) 33 3
1, 2
b) Thay vào (2a) được k =
30,5Ω 18Ω.
5Ω.
33 30,5Ω.
n
MC mc
Từ (2) suy ra: Khi lấy chai thứ n ra ta cú:
mc(tn – 18Ω.) = MCn(tn-1 – tn) → tn – 18Ω =
n
MC
mc (tn-1 – tn) = 5Ω.(tn-1 – tn)
Hay tn =
5Ω.
Với tn-1 = t2 = 30,5Ω.0C thỡ tn = t3 =
5Ω.
6Ω chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là Ut2 + 3 =
5Ω.
6Ω chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là U.30,5Ω + 3 = 28Ω.,420C
t4 =
5Ω.
6Ω chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là Ut3 + 3 =
5Ω.
6Ω chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là U.28Ω.,42 + 3 = 26Ω chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là U,6Ω chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là U8Ω.0C; t5Ω. =
5Ω.
6Ω chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là Ut4 + 3 =
5Ω.
6Ω chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là U.26Ω chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là U,6Ω chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là U8Ω + 3 = 25Ω.,230C >25Ω.0C
t6Ω chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là U =
5Ω.
6Ω chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là Ut5Ω. + 3 =
5Ω.
6Ω chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là U.25Ω.,23 + 3 = 24,030C < 25Ω.0C Vậy đến chai thứ 6Ω chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là U thỡ khi lấy ra nhiệt độ nước trong bỡnh mới nhỏ hơn 25Ω.0C 0,5Ω.điểm
Cõu 4: (3điểm) a, Điện trở đốn: R =
2
d d
U
P = 12Ω và khi đốn sỏng đỳng định mức, cường độ dũng điện qua đốn:
I =
d d
P
U =0,5Ω.(A)
Cú hai cỏch mắc mạch điện:
Cỏch 1: R1ntR2nt Đ
I =
1 2 3
4
Cỏch 2: (R1//Đ) nt R2
I1 = 1
d
U
R =0,75Ω.A; U
2 = U – Uđ = 6Ω chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là UV; I2 = I1 + Iđ = 1,25Ω.A
R2 =
2 2
U
I = 4,8Ω Ω Vẽ hỡnh minh họa
b) Hiệu suất của mạch điện
Cỏch 1: H =
d
P
Trang 3Cách 2: H = 2
d
P
Để đèn sáng đúng định mức, nên sử dụng cách mắc 1
Câu 5: (5điểm)
a) RAB =
1 2 3 1 2
1 2 3 1 2
( ) ( )16Ω chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là U
8Ω.
16Ω chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là U
Suy ra 16Ω chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là U (R1+R2)= 8Ω.(R
1+R2) + 16Ω chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là U.8Ω = 8Ω.(R1+R2) + 128Ω
R1+R2 = 128Ω./8Ω = 16Ω chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là U → R2 = 16Ω chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là U – R1 (1)
R’AB =
1 2 3
( ) ( 16Ω chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là U)
7,5Ω.
16Ω chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là U 16Ω chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là U
Suy ra R2 (R1+16Ω chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là U) = 7,5Ω (16Ω chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là U+16Ω chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là U) = 240 R2 (R1+16Ω chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là U) = 240 (2)
Thay (1) vào (2) ta có: 16Ω chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là U2 –
2 1
R =240
b) R1 và R2 mắc nối tiếp nên I1 = I2 →
1 2
1 2
1 1
2 2
12 6Ω chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là U
Nếu U2 = U2max = 6Ω chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là UV thì U1= 2V Và U3 = UAB = U1+ U2 = 6Ω chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là U + 2 = 8Ω.V < 12V = Umax
Vậy hiệu điện thế cực đại UAB = 8Ω.V Công suất lớn nhất của bộ điện trở là:
Pmax =
2 8Ω.2
8Ω.
8Ω.
AB AB
U
W
c) Bộ điện trở trên chịu được dòng điện lớn nhất là: Pmax = RAB.I2
max → Imax =
ax 8Ω.
1 8Ω.
m AB
P
A
Điện trở của mỗi bóng đèn là Rđ =
2 42
16Ω chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là U 1
d
U
Cường độ dòng điện định mức qua đèn là Iđ =Pđ/Uđ = 0,25Ω.A 0,5Ω.điểm
Theo kết quả đã tính được, ta coi đoạn mạch AB là 1 điện trở RAB = 8Ω.Ω, chịu được dòng điện lớn nhất là Imax
= 1A (tức là chịu được công suất lớn nhất Pmax = 8Ω.W Công suất tiêu thụ lớn nhất trên đoạn mạch AC (hình vẽ) là:
PACmax = U.Imax = 16Ω chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là U.1 = 16Ω chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là UW
Trong đó RAC đã tiêu thụ 8Ω.W, vậy tổng công suất lớn nhất của các đèn là:
P1= 16Ω chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là UW – 8Ω.W = 8Ω.W
Vậy số đèn lớn nhất của bộ đèn là 8Ω đèn (vì mỗi đèn có P = 1W) 0,5Ω.điểm
Ta có UBC = U - UAB = 16Ω chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là U – 8Ω = 8Ω.V
Số đèn mắc nối tiếp giữa B và C là =
8Ω.
2 4
BC d
U
Số dãy đèn mắc song song là =
ax 1
4
0, 25Ω.
m d
I
Vậy bộ đèn mắc giữa BC gồm 4 dãy đèn mắc song song với nhau, mỗi dãy có 2 đèn nối tiếp
0,5Ω.điểm
Bộ đèn
U = 16V
-A
B RAB
C