Biết rằng mạch điện được mắc vào hiệu điện thế U không đổi Câu 3: 6 điểm Cho mạch điện như hình vẽ.. Tính khối lượng nhôm và thiếc có trong mỗi thỏi hợp kim.[r]
Trang 1PHÒNG GD&ĐT THANH OAI
TRƯỜNG THCS THANH VĂN
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9
(Năm học 2015 - 2016)
MÔN: VẬT LI
Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)
Câu 1 (5 điểm)
a Hai vật chuyển động thẳng đều trên cùng một đường thẳng Nếu chúng chuyển
động lại gần nhau thì cứ 5 giây khoảng cách giữa chúng giảm 8m Nếu chúng chuyển
động cùng chiều ( độ lớn vậ tóc như cũ) thì cứ sau 10 giây khoảng cách giữa chúng
lại tăng thêm 6m Tính vận tốc của mỗi vật
b Một chiếc thuyền đi từ bến A đến bến B trên một dòng sôn rồi quay về A biết
rằng vận tốc của thuyền trong nước yên lặng là 12km/h Vận tố của dòng nước so với
bờ sông là 2km/h khoảng cách AB là 14 KM Tính thời gian đi tổng cộng của
thuyền
Câu 2 (6 điểm) R1 A R B
Một biến trở có giá trị điện trở toàn phần R= 120Ω
nối tiếp với một điện trở R1 Nhờ biến trở có thể làm thay C
đổi cường độ dòng điện trong mạch từ 0,9A đến 4,5A
a) Tính giá trị của U và điện trở R1
b) Tính công suất toả nhiệt lớn nhất trên biến trở
(Biết rằng mạch điện được mắc vào hiệu điện thế
U không đổi)
Câu 3: (6 điểm)
Cho mạch điện như hình vẽ Biết U = 6V, các
Ampekế và khóa K có điện trở không đáng kể,
R1 = 6Ω; R2 = 4Ω; R4 = 3Ω; R5 = 6Ω
a Khi K mở A1 chỉ 0,5A Tính R3?
b Tính số chỉ của Ampekế khi khóa K đóng?
Câu 4: (3 điểm)
Một nhiệt lượng kế bằng nhôm có khối lượng m1 = 300g chứa m2 = 2kg nước ở nhiệt độ t1= 300C Người ta thả vào nhiệt lượng kế đồng thời hai thỏi hợp kim giống nhau, mỗi thỏi có khối lượng
m3= 500g và đều được tạo ra từ nhôm và thiếc, thỏi thứ nhất có nhiệt độ t2 = 1200C, thỏi thứ hai có nhiệt độ t3 = 1500C Nhiệt độ cân bằng của hệ thống là t =35 0C Tính khối lượng nhôm và thiếc có trong mỗi thỏi hợp kim Cho biết nhiệt dung riêng của nhôm, nước và thiếc lần lượt là:
C1 = 900 J/kg.K, C2 = 4200 J/kg.K, C3 = 230 J/kg.K (Không có sự trao đổi nhiệt với môi trường
và không có lượng nước nào hoá hơi).
Hết
-A 2
A 1
R 1
R 3
R5
Q
Trang 2PHÒNG GD&ĐT THANH OAI
TRƯỜNG THCS THANH VĂN
ĐÁP ÁN THI HỌC SINH GIỎI VẬT LI 9 NĂM HỌC: 2015 – 2016
Câu 1: (5đ)
a Gọi S1, S2 Là quãng đường đi được của các vật
v1,v2 Là vận tốc của hai vật
Ta có: S1 =v1t2 ,
S2= v2t2
Khi chuyển động lại gần nhau độ giảm khoảng cahs của hai vật bằng tổng quãng đường hai vật đã đi :
S1 + S2 = 8 m
S1 + S2 = (v1 + v2) t1 = 8
v1 + v2 = S1+S2
t1
= 8
5 = 1,6
(1)
- Khi chúng chuyển động cùng chiều thì độ tăng khoảng cách giữa hai vật bằng hiệu quãng quãng đường hai vật đi: : S1 - S2 = 6 m
S1 - S2 = (v1 - v2) t2 = 6
v1 - v2 = S1− S2
t1 =
6
10 = 0,6 (2)
Lấy (1) cộng (2) vế với vế ta được LÊy (1) céng (2) vÕ 2v1 = 2,2
v1 = 1,1 m/s
Vận tốc vật thứ hai : v2 = 1,6 - 1,1 = 0,5 m/s
b Gọi t1 , t2 Là thời gian thuyền xuôi dòng từ A ->B Và ngược
dòng từ B-> A
- Gọi V1 , V2 là vận tốc thuyền trong nước yên và vận tốc dòng
nước
- Ta có t1 =
S
V1+V2
¿❑
❑
t2 = s
V1−V2
- Thời gian tổng cộng thuyền đi là: t1 + t2 =
S
V1 +V2
¿❑
❑
V1−V2 =S
2 V
0,5đ
0,75đ
0,75đ
0,5đ
0, 5đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ
Trang 3- Thay số được t1 + t2 =14 2 12
12 2− 22 = 2,4 giê
0,5đ
Câu 2: 6đ
Trang 4Câu 3: 6đ
a Khi k mở dòng điện không qua ampe kế A2, mạch điện có dạng :
{R4 nt [(R1 nt R3)//R2]} nt R5
Điện trở toàn mạch là : RMN = U I = 6
0,5=12 Ω
a, Cường độ dòng điện lớn nhất khi con chạy C ở vị trí A,và nhỏ nhất
khi C ở vị trí B của biến trở:
4,5 = R U
1 => 4,5 R1 = U (1) Và 0,9 = R U
1 +120 => 0,9 ( R1 + 120) = U (2) Giải hệ phương trình (1) và (2)
Ta được R1 = 30 (Ω ) ; U= 135 (V)
b) Gọi Rx l à phần điện trở từ A đến C trên biến trở, thì công suât toả
nhiệt trên phần đó bằng :
Px = Rx I2 = Rx U
2
(R1+R x)2
Chia cả tử số và mẫu số cho Rx ta được
Px =
U2
R12
R x+R x+2 R1 (3) để Px đạt giá trị cực đại, mẫu số của nó phải cực tiểu, tức R1
2
R X + Rx
cực tiểu
Vì tích của hai số hạng R12
R X và Rx là hằng số nên ta áp dụng bất đẳng thức cosi ta được: R1
2
R X + Rx 2 √R12
R X R X = 2 R1
Dấu bằng xảy ra khi và chỉ khi: R12
R X + Rx = 2.R1
⇔ R12 + R2X = 2 R1 Rx
⇔ 900 + R2X = 60 Rx
⇔ R2X - 60 Rx + 900 = 0
Giải ra ta được Rx = R1 = 30 (Ω)
Thay vào (3) ta được: Px max = 135 2
0,5đ 0,5đ 1đ
0,75đ
0,75đ
0, 75đ
1đ
0,75đ
Trang 5Rtđ = R4 + R R13 R2
13 +R2+R5 = ¿ 3 + (6 +R3) 4/ (6 +R3+4) + 6 = 114+13 R3
10+R3 =¿ 12 → R3 = 6Ω
b Khi K đóng, mạch điện có dạng : {[(R1 //R4)ntR2] // R3}nt R5
R14 = R1.R4/ (R1 + R4) = 2 Ω
R124 = R14 + R2 = 2 + 4 = 6 Ω
RAB = R1234 = R124 R3/ (R124 + R3) = 6.6/(6 +6) = 3 Ω
RMN = R1234 + R5 = 3 + 6 = 9 Ω
Cường độ dòng điện chạy trong mạch chính bằng số chỉ của A1
Ia1 = UMN/RMN = 6/9 = 2/3A
*Tai nút A : Ia1 = Ia2 + I4 → Ia2 = Ia1 – I4 (1)
Ia1= I5 = 2/3A, U5 = I5.R5 = 6 = 4V
UAB = UMN - U5 = 6 – 4 = 2V
I14 = I2 = = = A
U14 =I14 R14 = 2 =
I4 = = A
Thay I4 vào (1) được: Ia2 = - = ≈ 0,44A
2đ
2đ
Câu4 : 3đ
Gọi khối lượng của nhôm có trong mỗi thỏi hợp kim là: m (kg) (0 <
m < 0,5 kg)
Khối lượng của thiếc trong mỗi thỏi hợp kim là: m3 – m
Hợp kim toả nhiệt:
Qtoả= [m.c1 + (m3 - m).c3 ](t2 - t) +[m.c1 + (m3 - m).c3 ](t3 - t)
Nhiệt lượng kế và nước trong nhiệt lượng kế thu nhiệt:
Qthu= ( m1.c1 + m2.c2).(t - t1)
Ta có: Qtoả = Qthu
⇔ [m.c1 + (m3 - m).c3 ](t2 - t) +[m.c1 + (m3 - m).c3 ](t3 - t)=( m1.c1
+ m2.c2).(t - t1)
⇔ [m.900 + (0,5 - m).230] (120 - 35)+[m.900 + (0,5 - m).230]
0,5đ
0,5đ 0,5đ
1đ
Trang 6(150 - 35)
= (0,3.900 + 2.4200).(35 - 30)
=> m 0,152 kg
Vậy khối lượng của nhôm trong mỗi thỏi hợp kim là 0,152 kg; Khối
lượng thiếc có trong hợp kim là: 0,5 - 0,152 = 0,348 kg
0,5đ
Duyệt của BGH Xác nhận của tô Ngưởi ra đề
Nguyễn Thị Thực