Đề thi và đáp án tham khảo thi học sinh giỏi vật lý lớp 9 bồi dưỡng (20)

PHÒNG GD & ĐT THANH OAI

TRƯỜNG THCS TÂN ƯỚC
-----***----ĐềĐề
chính
thức
chính
thức

ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9
NĂM HỌC 2015-2016
Môn thi: Vật lý
Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)
(Đề này gồm 02 trang)

Câu 1 (5 điểm):
Lúc 6 giờ 20 phút hai bạn Lan và Nga chở nhau xe đạp đi học với vận tốc v 1=
12 km/h. Sau khi đi được 10 phút Lan chợt nhớ mình bỏ quên vở ở nhà nên quay
lại lấy và đuổi theo với vận tốc như cũ. Trong lúc đó Nga tiếp tục đi bộ đến trường
với vận tốc v2 = 6 km/h và hai bạn gặp nhau tại trường.
a)

Hai bạn đến trường lúc mấy giờ? Đúng giờ hay trễ học?

b)

Tính quãng đường từ nhà đến trường?

c)

Để đến nơi đúng giờ vào học, bạn Lan quay về bằng xe đạp

phải đi với vận tốc bằng bao nhiêu? Hai bạn gặp nhau lúc mấy giờ? Nơi gặp
nhau cách trường bao xa?
Câu 2 (6 điểm):
Cho mạch điện như hình 1.51 Trong đó U = 36 V,
R1 = 24 Ω, R2 = 18Ω, R4 = 12 Ω, R3 là biến trở, ampe
kế có điện trở nhỏ không đáng kể.
a)Cho R3 = 12 Ω. Tính cường độ dòng điện qua mỗi
điện trở và số chỉ của ampe kế.
b)Thay ampe kế bằng vôn kế có điện trở vô cùng lớn.
Tìm R3 để số chỉ của vôn kế là 24 V. Nếu tăng R3 thì
số chỉ của vôn kế tăng hay giảm?
B

C©u 3 (5 điểm)
Cho mạch điện như hình vẽ. Biết hiệu điện thế đặt vào
mạch U = 6 V không đổi. R 1 = 2 Ω ; R2 = 3 Ω ; Đèn Đ
ghi (3 V – 3 W) và coi điện trở của đèn không đổi. Dây
nối không đáng kể.
a) RAC = 2 Ω . Tính công suất tiêu thụ của đèn.
b) Tính RAC để đèn sáng bình thường.

+ U
U

R1

X

R2

C

A

1


Câu 4 (4 điểm):
Dùng một bếp điện loại 200 V – 1000 W hoạt động ở hiệu điện thế 150 V để đun
sôi ấm nước. Bếp có hiệu suất 80 %. Sự tỏa nhiệt của ấm ra không khí như sau:
Nếu thử tắt điện thì sau một phút nước hạ xuống 0,5 oC. Khối lượng của ấm và
nước lần lượt là m1= 100 g, m2= 500g; nhiệt dung riêng của ấm và nước lần lượt là
C1= 600 J/kg.K, C2 = 4200 J/kg.K. Nhiệt độ ban đầu là 20 o C. Tìm thời gian đun
nước cần thiêt để sôi.
------------Hết-----------Lưu ý: Giám thị coi thi không giải thích gì thêm
Họ và tên thí sinh:........................................................... Số báo danh:....................
Người ra đề : Vũ Thị Linh
Người duyệt đề:

PHÒNG GD & ĐT THANH OAI

HƯỚNG DẪN CHẤM THI HSG LỚP 9
2


TRƯỜNG THCS TÂN ƯỚC

Câu
1
(5 đ)

NĂM HỌC 2015-2016
Môn thi: Vật lý
Nội dung

A

B

C’

C E

Thang
Điểm
D

a)
Quãng đường 2 bạn cùng đi trong 10 phút tức 1/6 h là:
0.25 đ

AB = v1/6 = 12/ 6 = 2 (km)
Khi Lan đi xe về nhà thì Nga đã đi thêm được đoạn BC là:

0.25 đ

BC = v2. 1/6 = 6. 1/6 = 1 (km)
Khoảng cách giữa hai bạn khi Lan bắt đầu đuổi theo Nga là
AC:
AC = AB + BC = 2 + 1 = 3 (km)

0.25 đ

Thời gian từ lúc Lan đuổi theo Nga đến lúc gặp nhau ở
trường là:
t = AC / (v1 – v2) = 3 /(12 -6) = 0.5 (h) = 30 phút
Tổng thời gian đi học là T = 1/6 + 1/6 + 1/2 = 5/6 (h) = 50

0.25 đ
0.25 đ

phút
Thời điểm hai bạn đến trường lúc:

0.25 đ

6 h 20 phút + 50 phút = 7 h 10 phút
Hai bạn đến trường trễ mất: 50 phút – 30 phút = 20 phút
b) Quãng đường từ nhà đến trường là:

0.5 đ
1đ

AD = t . v1 = 1/2. 12 = 6 km
c) Gọi vận tốc của Nga phải đi sau khi quay về là v’ (v’>0;
km/h)

0.25 đ

Gọi vị trí 2 bạn gặp nhau tại E.

Tổng thời gian Lan đi được là:
t = tAB + tBA + tAD =AB/v1 + BA/ v’ + AD/ v’= 1/6 + 2/v’ + 6/v’
= 1/6 + 8/v’
Vì Lan đến đúng giờ t = 1/2 h
Ta có 1/6 + 8/v’ = 1/2  v’ = 24 km/h

0.25đ
0.25 đ
0.5 đ

3


Thời gian Nga đi từ B về A là: tBA = BA/v’= 2/24 =1/12 h
Khi đó Lan đi đến C’: AC’ = v2. tBA = 6. 1/12 = 0.5 km

0.25 đ
0.25 đ

Khoảng cách giữa 2 bạn khi Nga bắt đầu đuổi theo Lan là:
0.25 đ

AC’ =AB + BC’ = 2+ 0.5 = 2.5 (km)
Thời gian từ lúc Nga bắt đầu đuổi theo Lan đến khi gặp nhau
là:
tAE= AC’/(v’-v2) = 2.5/(24 – 6) = 5/ 36 (h)

0.25 đ

Thời gian Nga đi đến lúc gặp nhau là:

t’= tAB + tBA + tAE = 1/6 + 1/12 +5/36 = 7/18 (h)

23 phút 20 giây

0.25 đ

Hai người gặp nhau lúc: 6h20 phút + 23 phút 20 giây = 6 h 43
phút 20 giây
0.25 đ
Vị trí gặp nhau cách trường là ED = v’.(t – t’) = 24 .(1/2 – 7/18)
= 8/3 km

2,67 km

0.25 đ

Vậy để đi học đúng giờ, Lan phải quay lại đi với vận tốc 24
km/h. Hai bạn gặp nhau lúc 6 h 43 phút 20 giây. Vị trí gặp nhau
cách trường 2,67 km
2
(6 đ)

a)
Khi mắc ampe kế, cấu tạo mạch
R1// [R2 nt (R3//R4)] (vẽ lại mạch)
36
= 24 = 1.5 A

I1=

R234= R2 + R34 = 18+
U

0.25 đ
0.25 đ
0.25 đ

12
=24 Ω
2

0.25 đ

36

I2= R =
= 1.5 A;
24
234
R4

I3 = R + R .I 1 = 0.75 A; I4 = 0.75 A
3
4
Ampe kế lí tưởng nên điện thế tại A bằng điện thế tại N Vì điện
thế tại N thấp nhất nên dòng điện đi qua R3 có chiều từ B đến A
Suy ra I1 + I3 = IA
Thay số IA = 1.5 + 0.75 = 2.25 A
b)Thay ampe kế bằng vôn kế lí tưởng, cấu tạo mạch
[(R1 nt R3) // R2]nt R4 (vẽ lại mạch)

Uv = UAN = UMN – UMA = U – U1
→ U1 = U – UV = 36 -24 = 12 V
12
= 24 = 0.5 A

I1=
Lập phương trình dòng ở nút B: I4 = I1 + I2

0.25 đ
0.5đ
0.5 đ
0.5 đ
0.5 đ
0.25 đ
0.25 đ
0.25 đ
0.25 đ

4


U (U1 +U3)/ R4 = I1 + (U1+U3) /R2

0.25

36 (12 +U3)/ 12 = 0.5 + (12+U3) /18

Gii ta c U3 = 6 V
R3 = U3/I3 = 6/0.5 =12
Khi tng R3 thỡ RMN tng, I4 gim.

Do I4 gim, U4 gim nờn U2 tng, I2 tng lờn.
Ta cú I1 = I4 I2, do I4 gim, I2 tng nờn I1 gim
Vỡ I1 gim nờn U1 gim
S ch ca vụn k l UV = U U1, do U khụng i, U1 gim nờn
UV tng.
Vy khi tng R3 s ch vụn k tng lờn
3
(5 )

a. Khi K mở: Ta có sơ đồ mạch điện: R1nt RD // ( R2 ntRAC )
Điện trở của đèn là:
U D2 32
U2
= = 3 ( )
Từ công thức: P = UI = RĐ =
PD
3
R

0.25
0.25
0.25
0.25
0.25
0.25
0.25
0.5 đ
0.5

Điện trở của mạch điện khi đó là:

R = R1 +
R=

RD ( R2 + RAC )
3(3 + 2)
= 2+
RD + R2 + RAC
3+3+ 2

0,5

31
()
8

Khi đó cờng độ trong mạch chính là:
I=

0.5

U
6 48
=
= ( A)
31
R
31
8

Từ sơ đồ mạch điện ta thấy:

U1 = IR1 =

48
96
ì2 =
31
31

(V) U = U1 + U D' U D' = U U1 = 6

96 90
=
31 31

0,5

2

90
2
Khi đó công suất của đèn Đ là: P ' = U 'D = 31 ữ 2,8 (w)
D
RD
3

0.25

b. Đèn sáng bình thờng, nên UĐ = 3 (V).
Vậy hiệu điện thế ở hai đầu điện trở là:
Từ U = U1 + UĐ U1 = U - UĐ = 6 - 3 = 3 (v).

0.25
U

3

1
Cờng độ dòng điện trong mạch chính là: I = I1 = R = 2 = 1,5( A)
1

Cờng độ dòng điện qua đèn là: I D =

PD
UD

=

3
= 1( A)
3

0.5

0.25
0.25

Khi đó cờng độ dòng điện qua điện trở R2 là:
0.25
I2 = I - IĐ = 1,5 - 1 = 0,5 (A)
Hiệu điện thế ở hai đầu điện trở R2 là: U2 = I2R2 = 0,5.3 = 1,5 (V)

0.25
Hiệu điện thế ở hai đầu RAC là: UAC = U U2= 3 1.5 = 1.5 (V)
0.25
5


Điện trở RAC là:
RAC =

4
(4 đ)

0.25 đ

U AC
1, 5
=
= 3(Ω)
I AC
0, 5

Gọi thời gian để đun sôi nước là t (s)
Điện trở của bếp là: R=

2
đm

0.25đ

2

U
200
=
= 40Ω
Pđm 1000

0.5 đ

Nhiệt lượng mà bếp tỏa ra trong thời gian t là:
150 2
t = 0,8. 40 t = 450 t (J)

0.5 đ

Q = H.A = H
Nhiệt lượng ấm tỏa ra không khí trong thời gian t là:
Q1 =

1đ

m1c1.∆t1 + m2c 2.∆t1
0,1.600.0,5 + 0,5.4200.0,5
.t =
.t = 18t ( J )
60
60

Nhiệt lượng nước và ấm thu vào để sôi nước là:
Q2 = m1c1 2 + m2c2 2

= 0,1.600.(100 − 20) + 0,5.4200.(100 − 20) = 172800( J )
Ta có phương trình:
Q = Q 1 + Q2
→ 450 t =18t + 172800 → t = 400 (s) = 6 phút 40 giây
Thời gian để đun sôi nước là 6 phút 40 giây

1đ
0.5 đ
0.25đ

Tân Ước, ngày 27 tháng 10 năm 2015
DUYỆT CỦA BGH

DUYỆT CỦA TỔ CM

NGƯỜI RA ĐỀ

Vũ Thị Linh

6