Tổng hợp đề thi HSG Vật Lý lớp 9 (8)

PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9
THANH OAI NĂM HỌC 2013 - 2014
MÔN: VẬT LÝ
Thời gian: 150 phút ( Không kể thời gian giao đề )
Câu 1. ( 4 điểm )
Nước máy có nhiệt độ 22
0
C. Muốn có 20 lít nước ở nhiệt độ 35
0
C để tắm cho con,
một chị đã mua 4 lít nước có nhiệt độ 99
0
C. Hỏi:
a. Lượng nước nóng đó có đủ không? Thừa hay thiếu bao nhiêu?
b. Nếu dùng hết cả 4 lít nước sôi, thì được bao nhiêu nước ấm?
Câu 2. (5 điểm ) R
1
M R
2
Cho mạch điện như hình vẽ.
Biết R
1
= R
4
= 12 Ω ; R
3
= R
5
= 24 Ω. Hiệu điện thế U R
3
giữa hai cực của nguồn không đổi. Khi K mở, vôn kế chỉ

81 V; khi K đóng, vôn kế chỉ 80 V. Coi điện trở của
dây nối và khóa K không đáng kể; điện trở của vôn kế
vô cùng lớn. R
4
Tính hiệu điện thế U của mạch và giá trị của điện trở R
1
?
Câu 3. ( 4 điểm)
Cho một nguồn điện 9V, một bóng đèn Đ (6V – 3W), một biến trở con chạy R
x
có
điện trở lớn nhất 15 Ω . Hãy vẽ các sơ đồ mạch điện có thể có để đèn sáng bình
thường. Xác định điện trở của biến trở R
x
tham gia vào mạch điện?
Câu 4. ( 5 điểm)
Cho mạch điện như hình vẽ.
U = 16 V, R
0
= 4
Ω
, R
1
= 12
Ω
, R
x
là giá trị tức _
thời của một biến trở đủ lớn, am pe kế A và
dây nối có điện trở không đáng kể.

a. Tính R
x
sao cho công suất tiêu thụ trên nó
bằng 9 W và tính hiệu suất của mạch điện. Biết
rằng tiêu hao năng lượng trên R
1
, R
x
là có ích,
trên R
0
là vô ích.
b. Với giá trị nào của R
x
thì công suất tiêu thụ trên nó là cực đại.
Câu 5. (2 điểm)
Có một điện trở mẫu R
0
, một ampe kế và một nguồn điện. Hãy trình bày cách xác
định điện trở R của một vật dẫn. Cho điện trở của Ampe kế là không đáng kể.
Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm.
Người ra đề Người duyệt đề
Nguyễn Mã Lực Nguyễn Thị Hà
A
R
1
R
0
R
x

+
U
K
+
V
N
R
5
HƯỚNG DẪN CHẤM THI HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ 9
NĂM HỌC: 2013 – 2014.
Câu 1: (4 điểm).
a. (2đ)
20 lít nước có khối lượng M = 20 kg. Gọi m là lượng nước nóng ở 99
0
C, cần
để pha với M – m nước ở 22
0
C để được M kg nước ở 35
0
C. 0,5đ
Ta có phương trình trao đổi nhiệt là :
(M- m).c.(35 – 22) = m.c.(99 – 35) ( M – m).13 = 64.m
13.M = m.(64 + 13) = 77.m
m =
77
.13 M
=
77
20.13

≈
3, 38 (kg) 1đ
m = 3,38 kg ứng với 3,38 lít
Vậy lượng nước nóng còn thừa là: 4 – 3,38 = 0,62 (lít) 0,5đ
b. (2đ)
Với m = 4 kg ta có 13.M = 77m 0,5đ
M =
13
.77 m
=
13
4.77

≈
23,7 (kg) ứng với 23,7 lít. 1 đ
Vậy nếu dùng hết cả 4 lít nước nóng thì được 23,7 lít nước ở 35
0
C. 0,5đ
Câu 2: (5 điểm).
+ Khi K mở: R
1
nt [(R
2
nt R
5
) // (R
3
nt R
4
] 0,5 đ

Tính được: R
25
= 36
Ω
; R
34
= 36
Ω
0,5 đ
Suy ra R
MN
= 18
Ω
0,5 đ
Vôn kế đo U
MN
= 81 V I
2,3,4,5
= = 4,5 (A) 0,5 đ

R
1
= 18 (1) 0,5 đ
+ Khi K đóng: R
1
nt (R
2
// R
3
) nt (R

4
// R
5
). 0,5 đ
Tính được R
23
= 8
Ω
; R
45
= 8
Ω
R
'
MN
= 16
Ω
0,5 đ
Vôn kế chỉ U
'
MN
= 80 V I
'
MN
= 5 (A) 0,5 đ
R
1
= 1 - 16 (2) 0,5 đ
Từ (1) và (2) tính được R
1

= 2
Ω
; U = 90 V 0,5 đ
Câu 3: (4 điểm)
Có thể dùng hai sơ đồ sau: 1đ (Vẽ đúng mối sơ đồ 0,5 đ)
Hình a. Hình b.
U
MN
R
MN
U
4,5
U
5
Đ
A
BM
N
R
2
R
1
C
A
B
Đ
M
N
R
x

Tìm R
đ
= 12
Ω
0,5 đ
Để đèn sáng bình thường nên U
đ
= 6V , I
đ
= 0,5 A 0,5 đ
Theo sơ đồ a. U
x
= 3V , I
x
= 0,5 A R
x
= 6
Ω
0,5 đ
Theo sơ đồ b. U
1
= U
đ
= 6V U
2
= 3 V

I
2
= I

đ
+I
1
= 0,5 + (A) 0,5 đ

Mà I
2
= 0,5 + = R
2
= 3 (
Ω
)
Vậy R
1
= 12
Ω
1đ
Câu 4. (5 điểm)
a. Đoạn mạch gồm: R
0
nt (R
1
// R
x
)
Tìm điện trở tương đương R
1x
=
Điện trở toàn mạch là: R
td

= 0,5 đ
I = =
I
x
= 0,5 đ
Công suất tiêu thụ trên R
x
là: P
x
= I
x
2
. R
x
= R
x
.[ ]
2
(1) 0,5 đ
Với P
x
= 9W tìm được R
x
= 9
Ω
và R
x
= 1
Ω
0,5 đ

+ Với R
x
= 9
Ω
tìm được hiệu suất của mạch điện là: H = 56,25 % 0,5 đ
+ Với R
x
= 1
Ω
tìm được hiệu suất của mạch điện là: H
'
= 18,75 % 0,5 đ
b. Từ (1) suy ra:

P
x
= = (2) 0,5 đ
Từ đó suya ra để P
x
cực đại khi và chỉ khi đạt min 0,5 đ
R
x
= 3
Ω
P
x
nax
= 12 W 1 đ
Câu 5. ( 2 điểm)
Mắc R song song với R

0
vào hai cực của nguồn điện. Dùng Am pe kế xác định
cường độ dòng điện qua R và R
0
như sơ đồ:
6
15 – R
2
U
2
R
2
6
15 – R
2
3
R
2
12.R
x
12 + R
x
48 + 16R
x
12 + R
x
U
R
td
12 + R

x
3 + R
x
12
3 + R
x
12
3 + R
x
12
2
. R
x
(3 + R
x
)
2
144
9
(R
x
+ ) + 6
R
x


9
(R
x
+ )

R
x


- Vẽ đúng sơ đồ 1đ

- Vì am pe kế có điện trở không đáng kể và U không đổi nên:
Ta có:
= R = R
0
1đ
Ghi chú: Học sinh giải cách khác đúng vẫn được điểm tối đa.
A
R
0
R
I
0
I
R
R
0
I
0
I
I
0
I