2 Hỏi phải dùng bao nhiêu chiếc điện trở như vậy và mắc chúng như thế nào vào hai điểm A, B nói trên để cường độ dòng điện qua mỗi điện trở là 0,1A.. 5 điểm 1 Người ta pha 3 lít nước ở [r]
Trang 1PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
THANH OAI
TRƯỜNG THCS HỒNG DƯƠNG
ĐỀ THI CHỌN HSG MÔN: VẬT LÝ LỚP 9
NĂM HỌC: 2015 - 2016
Thời gian làm bài: 150 phút ( không kể thời gian giao đề)
Câu I (5đ) Hai gương phẳng G1 và G2 hợp với nhau một góc α , hai mặt phản
xạ hướng vào nhau G1
x S
α
G2
Điểm sáng S đặt trong khoảng 2 gương Gọi S1 là ảnh của S qua G1 và S2 là ảnh của S1 qua G2 Hãy nêu cách vẽ đường đi của tia sáng từ S phản xạ lần lượt qua G1
và G2 rồi đi qua S Chứng tỏ rằng độ dài của đường đi đó bằng SS2
Câu II ( 4 điểm )
Cho mạch điện như hình vẽ 1 R0
Biết U = 10 V, R0= 1Ω
1) Biết công suất trên R đạt 9W tính R?
2) Tìm R để công suất trên R đạt lớn nhất ?
Tính giá trị lớn nhất đó?
H (1)
Câu III ( 4 điểm )
Người ta có 3 điện trở giống nhau
dùng để mắc vào hai điểm A, B
như hình vẽ 2 Biết rằng khi 3 điện
trở mắc nối tiếp thì cường độ dòng
điện qua mỗi điện trở là 0,2A và
R0
H (2)
khi 3 điện trở mắc song song thì cường độ dòng điện qua mỗi điện trở cũng là 0,2A
1) Hãy tính cường độ dòng điện qua các điện trở trong những trường hợp còn lại
2) Hỏi phải dùng bao nhiêu chiếc điện trở như vậy và mắc chúng như thế nào vào hai điểm A, B nói trên để cường độ dòng điện qua mỗi điện trở là 0,1A
Câu IV ( 5 điểm )
1) Người ta pha 3 lít nước ở 15oC với 1 lít nước ở 35oC tìm nhiệt độ cuối cùng của hỗn hợp (bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường và bình chứa) 2) Khi cân bằng nhiệt sảy ra người ta dùng một dây đun điện có công suất là 1000W để đun lượng nước nói trên hỏi sau bao lâu thì nước sôi? (bỏ qua
sự trao đổi nhiệt với môi trường và bình chứa) Cho biết nhiệt dung riêng của nước là: 4200J/Kgk
3) Thực tế hiệu suất truyền nhiệt đạt 80% Hỏi sau khi đun sôi nếu bỏ dây đun ra thì sau bao lâu nước trong bình hạ được 10oC?
Câu V ( 2 điểm )
Cần phải mắc ít nhất bao nhiêu chiếc điện trở 5Ω để tạo ra đoạn mạch điện
có điện trở toàn mạch là 12Ω
hết
( Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm)
Trang 2HƯỚNG DẪN CHẤM VÀ BIỂU ĐIỂM ĐỀ THI HSG MÔN : VẬT LÝ LỚP 9 NĂM HỌC 2015 - 2016.
Câu I : ( 5 đ)
S1
G1
K
S α I G2
S2 1, - Dựng S1 đối xứng với S qua G1 - Dựng S2 đối xứng với S1 qua G2 - Nối S2 với S cắt G2 tại I - Nối I với S1 cắt G1 tại K - Nối K với S - Vậy đường đi là: S → K → I → S 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 2, CM : SK + KI + IS = SS2 Ta có : SK + KI + IS = S1K + KI + SI = S1I + SI S1I + SI = S2I + IS = SS2 ( ĐPCM) Câu II: (4đ) R0 1 A U B * R
I Ta có: RTM = R0 + R = 1 + R ( Ω¿ (0,5đ)
→ I= U RTM= 10 1+R(A) theo công thức P = I2 R
→100 R=9+18 R+R2→ R2−82 R+9=0 (*)
→ (R – 9)(9R-1) = 0 → R = 9 ( Ω¿
R = 19 ( Ω¿ 2.(2đ) Ta có: 1+R¿2 ¿ 1+R¿2 ¿ ¿R ¿ ¿ ¿ → P R=100 R ¿ Ta thấy (√1R ⋅ R √R)=1 ( hằng số) nên (√1R ⋅ R √R)Min ↔ ¿ 1 √R = R √R → R=1(Ω) ¿
0,5đ 0,5đ 1đ 0,5đ (2đ)
(0,5đ) (0,5đ) (0,5đ) (0,5đ)
(1 đ)
(0,5đ) (0,5đ)
9 ) 1 (
100 1
10
2
2
R
R R
R
P R
Trang 3Vậy PR Max =
1+1 ¿2
¿
¿
100 1
¿
Câu III (4 đ)
* Khi 3 điện trở mắc nối tiếp
R0
1,(2đ) A U B
R R R
I
RTM = R0 + RAB = R0 + 3R ( Ω¿
Nên ITM =
U
RTM=
U
R0+3 R=0,2( A)
* Khi 3 điện trở mắc song song:
R0
A U B
R1 RTM = R0 + R AB = R0 + R3
R2
I R3
Nên ITM =
U
RTM=
U
R0+R
3
=0,6
(2) , lấy (1) chia (2) → R0=R
Thay vào (1) ta có : U = 0,8R0 ( V)
Khi hai điện trở song song mắc nối tiếp với 1 điện trở:
A U B
R0
I2 R2 ta có: R TM = R 0 + R AB = R 0 + 3
2R
R1 → RTM= 5
2 R0
I1 I3 R3
ITM = R UTM=
0,8 R0
5
2R0
=0 , 32( A)→ IR 1=0 ,32( A), I R 2=I R 3=0 ,32
2 =0 , 16( A)
(0,5đ) (1đ)
(0,5đ)
(0,5đ)
Trang 4 Hai nối tiếp // với
R0
A U B R1 R3
I1 I3
I I2 R2 ta có: R TM = R 0 + R AB = R+ 2 3 R= 5 3R0 → ITM= U RTM= 0,8 R0 5 3R0 =0 , 48( A) I2 = 2I1 và I1 + I2
→ I2= 2 3I= 2 3 0 , 48=0 , 32(A ) → I1=0 , 48 − 0 ,32=0 , 16( A) 2,(2đ) Mắc điện trở vào hai đầu A và B thành x dãy song song Nối dãy y chiếc nối tiếp : ( x , y+∈ Z¿ ¿ ) R0 A U B
R R R
x
R R
R
R R
Ta có : RTM = R0 + RAB
→ RTM=R0+ yR
x =
xR0+ yR
x nếu RTM= U
RTM=
Ux
xR0+yR=
Ux
R0(x + y ) ( 1đ)
Vì I qua các R là 0,1 A → ITM = 0,1 x
(0,5đ)
(0,5đ)
(1đ)
Trang 5Ta có PT:
Ux
R0(x+ y)=0,1 x → U=0,1 R0(x + y )→ 0,8 R0=0,1 R0(x + y )→
8=(x + y)
x ; y ∈ Z
¿ {
→
Câu IV: (5đ)
1. 3 lít nước có khối lượng là 3kg = m1
1 lít nước có khối lượng là 1kg = m2
Gọi nhiệt độ cuối cùng của H2 là x
- Ta có NL thu vào của 3kg nước tăng nhiệt độ từ 150c → x : là :
Q1 = Cm1 ( x - 15)
- Ta có NL tỏa ra của 1kg nước hạ nhiệt độ từ 350c → x : là :
Q2 = Cm2 (35 - x )
Theo PT cân bằng nhiệt ta có Q1 = Q2
→ Cm1 ( x - 15) = Cm2 (35 - x ) → 3 ( x 15) = 1 (35
-x )
→ 3 x - 45 = 35 - x → 4 x = 80 → x = 200c
2 (2đ) Nhiệt lượng cần thiết cung cấp cho 4kg nước để tăng nhiệt độ từ
200c → 1000c là: Q3 = Cm Δt=4200 4 80=1344000 (J)
Vậy thời gian để dun sôi lượng nước là :
Theo CT : A = Pt → t = A
P=
Q3
P=
1344000
1000 =1344(Giây) Thực tế hiệu suất truyền nhiệt đạt 80% tức là 20% hao phí ra môi
trường Vậy công suất của dây 1000W có nghĩa cứ 1 giây cung cấp
cho nước môi trường 1000J → Mỗi giây môi trường lấy mất 200J
Năng lượng 4kg nước tỏa ra để hạ được 100c là:
Q4 = Cm Δt=4200 4 10=168000(J )
Vậy thời gian để nước hạ được 100c là :
t = 168000200 = 840(giây)
Câu V: (2đ) Vì điện toàn mạch là 12 (Ω) mà mỗi chiếc có giá trị 5 (Ω)
nên người ta mắc hai chiếc nối tiếp với đoạn mạch có giá trị X
(Ω) Như hình vẽ:
R1 R2 X
(0,5đ)
(0,5đ) (0,5đ)
(0,5đ) (0,5đ)
(1đ)
(0,5đ)
(0,5đ)
(0,5đ)
Trang 6A B
Ta có : RAB = R + R + X → X = 12 – 10 = 2 (Ω)
X < 5 (Ω) nên đoạn mạch X gồm 1 chiếc mắc song song
với đoạn mạch có giá trị Y (Ω)
R
C D
Y
RCD= RY R+Y=2→ 5 Y 5+Y=2→ 3 Y =10 →Y = 10 3 ta thấy Y < 5
Nếu đoạn mạch Y gồm 1 chiếc song song với đoạn mạch Z R
Z →RZ R+Z= 10 3 → Z=10
Nên đoạn mạch Z gồm 2 điện trở mắc nối tiếp Vậy mạch diện là: R
R R R
A B
R R
Vậy đoạn mạch gồm 6 điện trở mắc như hình vẽ trên
Thí sinh giải theo cách khác đúng vẫn cho đủ điểm
hết _
(0,5đ)
(0,5đ)
(0,5đ)