Đề thi HSG huyện kinh môn 2012-2013

Ubnd huyện kinh môn
Phòng giáo dục và đào tạo
Đề thi chọn học sinh giỏi huyện
Môn: Vật lí Lớp 9
Năm học 2012-2013
Thời gian làm bài 120 phút
Bài 1 (2,5đ) Ba ngời đi xe đạp từ A đến B. Ngời thứ nhất và ngời thứ hai xuất phát
cùng một lúc với vận tốc lần lợt là v
1
= 10 km/h, v
2
= 12km/h. Ngời thứ ba xuất phát
sau hai ngời kia 30 phút. Khoảng thời gian giữa hai lần gặp nhau của ngời thứ ba
với hai ngời đi trớc là 1h. Tìm vận tốc của ngời thứ ba. Biết cả ba ngời đều chuyển
động thẳng đều.
Bài 2 (2,5 đ) Có hai bình cách nhiệt. Bình thứ nhất chứa m
1
= 3kg nớc ở t
1
= 30
0
C,
bình thứ 2 chứa m
2
= 5kg nớc ở t
2
= 70
0
C. Ngời ta rót một lợng nớc m từ bình thứ
nhất sang bình thứ hai, sau khi có sự cân bằng nhiệt ngời ta lại rót một lợng nớc m
từ bình thứ hai sang bình thứ nhất. Tìm m và nhiệt độ cân bằng t

1
ở bình thứ nhất.
Biết nhiệt độ cân bằng ở bình thứ hai là t
2
= 60
0
C và chỉ có nớc trao đổi nhiệt với
nhau.
Bài 3(2,5đ) Cho mạch điện nh hình vẽ. U
AB
= 12 V không

đổi, R
1
= 15

, R
2
= 10

, R
3
= 6

, R
4
= 8

. Điện trở khoá K và dây nối không đáng kể.
1.Tính điện trở tơng đơng của đoạn mạch AB khi K mở và khi K đóng.

2. Thay khoá K bằng một ampe kế có điện trở không đáng kể thì số chỉ của
ampe kế bằng bao nhiêu?
-
+
K
R
2
R
3
R
4
R
1
E
D
C
B
A
Bài 4(2,5đ) Cho mạch điện nh hình vẽ. R
1
= R
2
= 3

, R
3
= 2

, R
4

là một biến trở,
các đồng hồ đo lí tởng, các dây nối và khoá K có điện trở không đáng kể.
1.Điều chỉnh biến trở để R
4
= 4

:
a/ Khi U
AB
= 6V và đóng khoá K, tìm số chỉ của ampe kế và vôn kế.
b/ Khi khóa K mở, cần thay đổi U
AB
đến giá trị nào để vôn kế chỉ 2V?
2. Giữ U
AB
= 6V và đóng khóa K . Khi đó nếu di chuyển con chạy C của biến trở
từ đầu bên trái sang phải thì số chỉ của ampe kế thay đổi nh thế nào?
R
2
R
3
R
4
R
1
_
+
V
A
K

N
M
C
B
A
Hết
GT số 2 GT số 1
Ubnd huyện kinh môn
Phòng giáo dục và đào tạo
Đáp án + biểu điểm
Môn: Vật lí Lớp 9
Bài Đáp án Biểu điểm
1
(2,5đ)
Xét thời điểm ngời thứ 3 xuất phát từ A:
-Khi đó khoảng cách giữa ngời thứ 3 với ngời thứ nhất và
thứ 2 lần lợt là:
+s
1
= v
1
t= 10.0,5= 5(km) ( t= 30phút = 0,5 giờ)
+s
2
=v
2
t = 12.0,5= 6(km)
-Thời gian để ngời thứ 3 đuổi kịp ngời thứ nhất và ngời thứ
2 lần lợt là:
+ t

1
=
1
3 1 3
5
( )
10
s
h
v v v
=

+t
2
=
1
3 2 3
6
( )
12
s
h
v v v
=

-Theo bài ra khoảng thời gian giữa hai lần gặp nhau là 1h.
Do đó:

2 1
3 3

2
3 3
1
6 5
1
12 10
23 120 0
t t
v v
v v
=
=

+ =
Giải phơng trình ta đợc: v
3
= 15km/h ( loại v
3
=8km/h )
0,25đ
0,25đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ
0,25đ
0,25đ
2
(2,5đ)
* Xét lần rót nớc thứ nhất:
-Nhiệt lợng thu vào để m (kg) lấy từ bình 1 tăng nhiệt độ từ

t
1
đến t
2
là:
Q
1
= mc(t
2
-t
1
) (J) ( c là nhiệt dung riêng của nớc)
-Nhiệt lợng toả ra khi nớc ở bình 2 hạ nhiệt độ từ t
2
đén t
2

là :
Q
2
= m
2
c(t
2
-t
2
) (J)
áp dụng phơng trình cân bằng nhiệt ta có:
Q
1

= Q
2


mc(t
2
-t
1
) = m
2
c(t
2
-t
2
)


m =
'
2 2 2
'
2 1
( ) 5(70 60) 5
( )
60 30 3
m t t
kg
t t

= =

*Xét lần rót nớc thứ 2:
- Nhiệt lợng toả ra để m (kg) lấy từ bình 2 hạ nhiệt độ từ t
2

đến t
1
là:
Q
3
= mc(t
2
-t
1
) (J)
-Nhiệt lợng thu vào khi nớc còn lại ở bình 1 tăng nhiệt độ
từ t
1
đến t
1
là :
Q
4
= (m
1
-m) c(t
1
- t
1
) (J)

áp dụng phơng trình cân bằng nhiệt ta có:
Q
1
= Q
2


mc(t
2
-t
1
) = (m
1
-m) c(t
1
- t
1
)


'
'
1 1 2
1
1
5 5
(3 ).30 .60
( )
3 3
46,7

3
m m t mt
t
m
+
+
= =
0
C
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,5đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,5đ
3
(2,5đ)
-
+
K
R
2
R
3
R
4
R
1

E
D
C
B
A
0,25đ
1/
*Khi K më : m¹ch ®iÖn gåm
( )
2 4 3
R ntR / / R 
 
nt R
1
Ta cã:
+ R
24
= R
2
+ R
4
= 10 + 8 = 18(
Ω
)
+R
234
=
24 3
24 3
.

18.6
4,5( )
18 6
R R
R R
= = Ω
+ +
+R
AB
= R
234
+ R
1
= 4,5 + 15= 19,5 (
Ω
)
*Khi K ®ãng; m¹ch ®iÖn gåm
[ ]
1 2 3 4
( / / ) / /R R ntR R
Ta cã:
+ R
12
=
1 2
1 2
15.10
6( )
15 10
R R

R R
= = Ω
+ +
+R
123
= R
12
+ R
3
= 6+6 = 12 (
Ω
)
+R
AB
=
123 4
123 4
.
12.8
4,8( )
12 8
R R
R R
= = Ω
+ +
2/ Thay kho¸ K b»ng ampe kÕ lÝ tëng
M¹ch ®iÖn gåm
[ ]
1 2 3 4
( / / ) / /R R ntR R

Ta cã:
+ R
AB
= 4,8 (
Ω
)
+ I =
12
2,5( )
4,8
AB
AB
U
A
R
= =
+I
123
=
123
12
1( )
12
AB
U
A
R
= =
+U
1

= I
123
.R
12
= 1.6 = 6 (V)
+I
1
=
1
1
6
0, 4( )
15
U
A
R
= =
+T¹i A: I
a
= I - I
1
= 2,5 - 0,4 = 2,1 (A)
0,25®
0,25®
0,25®
0,25®
0,25®
0,25®
0,25®
0,25®

0,25®
4.1
(1,5®)
R
2
R
3
R
4
R
1
_
+
V
A
K
N
M
C
B
A
*Khi K ®ãng m¹ch ®iÖn gåm : (R
1
//R
3
)nt(R
2
//R
4
)

Ta cã:
+ R
13
=
1 3
1 3
3.2 6
( )
3 2 5
R R
R R
= = Ω
+ +
+R
24
=
2 4
2 4
3.4 12
( )
3 4 7
R R
R R
= = Ω
+ +
+R
AB
= R
13
+R

24
=
6 12 20, 4 102
( )
2 7 7 35
+ = =
+I =
6 35
( )
102
17
35
AB
U
A
R
= =
+ U
13
= I.R
13
=
35 42
.1, 2 ( )
17 17
V=
+U
24
= I.R
24

=
35 12 60
. ( )
17 7 17
V=

+ I
1
=
13
1
U
R
=
42 14
( )
17.3 17
A=
+I
2
=
24
2
60 20
( )
17.3 17
U
A
R
= =

+Tại M: I
a
=
1 2
6
( )
17
I I A =
+ Số chỉ của vôn kế: U
v
= I
a
.R
a
= 0
*Khi K mở mạch điện gồm: (R
1
nt R
2
) // (R
2
nt R
4
)
Ta có:
+ R
12
= R
1
+R

2
= 3+3 = 6(

)
+R
34
= R
3
+R
4
= 2+4 = 6(

)
+I
1
=
12
( )
6
AB AB
U U
A
R
=
+I
3
=
34
( )
6

AB AB
U U
A
R
=
+Số chỉ của vôn kế:

1 1 3 3
2( )
2 3 6
12( )
AB AB AB
v MN
AB
U U U
U U I R I R V
U V
= = = = =
=
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
4.2
(1,0đ)
Ta có:
+ R
13

= 1,2

+R
24
=
2 4
2 4
3
3
R R x
R R x
=
+ +
( Đặt R
4
= x

0)
+ R
AB
= R
13
+ R
24
=
4, 2 3,6
3
x
x
+

+
(

)
+ I =
13 13
6( 3) 7, 2( 3)
.
4,2 3,6 4,2 3,6
AB
U x x
U I R
R x x
+ +
= = =
+ +
(V)
I
1
=
13
1
2,4( 3)
( )
4,2 3,6
U
x
A
R x
+

=
+
+U
24
=I.R
24
=
24
2
2
18 6
( ) ( )
4, 2 3,6 4,2 3, 6
Ux x
V I A
x R x
= =
+ +
Ta xét hai trờng hợp:
*Dòng điện qua ampe kế có chiều từ M đến N:
I
a
= I
1
-I
2
=
7, 2 3, 6
( )
4, 2 3,6

x
A
x

+
Ta thấy:
+khi x=0 thì I
a
= 2A
+Khi x tăng thì (7,2-3,6x) giảm và (4,2x+3,6) tăng. Do
0,25đ
0,25đ
0,25đ
đó I
a
giảm
+ Khi x= 2

thì I
a
= 0
*Dòng điện qua ampe kế có chiều từ N đến M:
Khi đó: I
a
= I
2
-I
1
=
7, 2

3, 6
3, 6 7, 2
( )
3,6
4, 2 3,6
4,2
x
x
A
x
x


=
+
+
+ Khi x tăng từ 2

trở lên thì
7, 2
x
và
3, 6
x
đều giảm. Do đó
I
a
tăng.
+ Khi x rất lớn thì
7, 2

x
và
3, 6
x
tiến tới 0 khi đó
I
a
=
3,6
0,86( )
4, 2
A
.
0,25đ
Học sinh có cách giải khác đáp án mà đúng Giám khảo cho điểm tối đa.