Đề thi và đáp án tham khảo thi học sinh giỏi vật lý lớp 9 bồi dưỡng (21)

phßng gD & ĐT thanh Oai
TRƯỜNG THCS LIÊN CHÂU
ĐỀ CHÍNH THỨC

§Ò thi häc sinh giái líp 9
N¨m häc 2015 -2016
Môn: Vật Lý
(Thời gian: 150 phút không kể thời gian giao đề)

Câu 1. ( 5 điểm )
1. (3điểm).
Nước máy có nhiệt độ 220C. Muốn có 20 lít nước ở nhiệt độ 35 0C, để tắm cho con,
một chị đã mua 4 lít nước có nhiệt độ 990C. 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?
2. ( 2 điểm)

Một người đi xe máy từ thành phố A đến thành phố B. Trong ½ quãng đường đầu,
người đó đi với vận tốc v1 = 40 km/h. Trên quãng đường còn lại, trong ½ thời gian
đầu người đó đi với vận tốc v 2 = 45 km/h và sau đó đi với vận tốc v 3 = 35 km/h. Biết
tổng thời gian người đó đi từ A đến B là 2h. Tính quãng đường từ A đến B?
Câu 2. (6 điểm )
R1
M R2
Cho mạch điện như hình vẽ.
Biết R2= R4 = 12 Ω ; R3 = R5 = 24 Ω. Hiệu điện thế U
R3
giữa hai cực của nguồn không đổi. khi K mở, vôn kế chỉ
K
81 V; khi K đóng, vôn kế chỉ 80 V.
V

Coi điện trở của dây nối và khóa K không đáng kể;
điện trở của vôn kế vô cùng lớn.
R4
Tính hiệu điện thế U của mạch và giá trị của điện trở R1?
+
N

R5
Câu 3. ( 6 điểm)
Cho mạch điện như hình vẽ.
U = 16 V, R0 = 4 Ω , R1 = 12 Ω , Rx là giá trị tức
thời của một biến trở đủ lớn, am pe kế A và
+
U
dây nối có điện trở không đáng kể.
R1
a. Tính Rx sao cho công suất tiêu thụ trên nó
_
bằng 9 W và tính hiệu suất của mạch điện. Biết
A
_
rằng tiêu hao năng lượng trên R1, Rx là có ích,
trên R0 là vô ích.
R0
b. Với giá trị nào của Rx thì công suất tiêu thụ trên nó là cực đại.
Câu 4. ( 3 điểm)
Cho một nguồn điện 9V, một bóng đèn Đ (6V – 3W), một biến trở con chạy Rx 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 Rx tham gia vào mạch điện?
------------------------Hết--------------------------Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm.

Rx


TRƯỜNG THCS LIÊN CHÂU
HƯỚNG DẪN CHẤM THI HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ 9
NĂM HỌC: 2015 – 2016.
Câu 1: (5 điểm).
1. (3đ)
a.(1,5đ)
20 lít nước có khối lượng M = 20 kg. Gọi m là lượng nước nóng ở 990C, cần
để pha với M – m nước ở 220C để được M kg nước ở 35 0C.
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=

13.M
13.20
≈ 3, 38 (kg)
=
77
77

0,5đ

m = 3,38 kg ứng với 3,38 lít
Vậy lượng nước nóng còn thừa là: 4 – 3,38 = 0,62 (lít)
b. (1,5đ)

Với m = 4 kg ta có
13.M = 77m
M=

0,5đ
0,5đ

77.m
77.4
≈ 23,7 (kg) ứng với 23,7 lít.
=
13
13

Vậy nếu dùng hết cả 4 lít nước nóng thì được 23,7 lít nước ở 350C.
2. (2đ)
Gọi độ dài cả quãng đường là S km. Nửa quãng đường là S/2 km
Quãng đường người đó đi trong chặng đầu là : S1 = v1.t1 = s/2. t1
⇒ t1 = S/80
Quãng đường người đó đi trong chặng 2 là : S2 = v2.t2 = 45.t2 = 45.t’
Quãng đường người đó đi trong chặng 3 là : S3 = v3.t3 = 45.t3 = 35.t’
⇒ S2 + S3 = 45.t’ + 35.t’ = 80.t’ ⇒ 80t’ = S/2 ⇒ t’ = S/160
Vận tốc trung bình trên cả quãng đường của người đó là :
Vtb = S/ (t1 + t2 + t3) = 40 km.
Độ dài quãng đường từ A đến B là S = 40.2 = 80 km
Câu 2: (6 điểm).
+ Khi K mở: R1 nt [(R2 nt R5) // (R3 nt R4]
0,5 đ
Tính được: R25 = 36 Ω ; R34 = 36 Ω
1đ

Suy ra RMN = 18 Ω
0,5 đ
UMN
Vôn kế đo UMN = 81 V
I2,3,4,5 = RMN = 4,5 (A) 0,5đ
U

R1 = 4,5 --- 18 (1)

0,5đ
0,5đ

0,5đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,5đ

K
V

0,5 đ

+ Khi K đóng: R1 nt (R2 // R3) nt (R4 // R5).
0,5 đ
'
Tính được R23 = 8 Ω ; R45 = 8 Ω
R MN = 16 Ω 1 đ
'

'
Vôn kế chỉ U MN = 80 V
I MN = 5 (A)
0,5 đ

+
N

R5


R1 = 1U - 16
5

(2)

0,5 đ

Từ (1) và (2) tính được R1 = 2 Ω ; U = 90 V

0,5 đ

Câu 3. (6 điểm)
a. Đoạn mạch gồm: R0 nt (R1// Rx)
12.Rx
Tìm điện trở tương đương R1x =

12 + Rx
Rtd = 48 + 16Rx
12 + Rx

I= U
=
Rtd

Điện trở toàn mạch là:

Ix =

12
3 + Rx

0,5đ
0,5 đ
12 + Rx
3 + Rx

0,5đ
0,5 đ

2
12
Công suất tiêu thụ trên Rx là: Px = Ix2. Rx = Rx. 3 + R
(1)
x
Với Px = 9W tìm được Rx = 9 Ω và Rx = 1 Ω
+ Với Rx= 9 Ω tìm được hiệu suất của mạch điện là: H = 56,25 %
+ Với Rx = 1 Ω tìm được hiệu suất của mạch điện là: H' = 18,75 %
b. Từ (1) suy ra:

[

Px =

122. Rx
(3 + Rx)2

144
9
(Rx +
) +6
Rx

=

]

(2)

0,5 đ

9

Từ đó suy ra để Px cực đại khi và chỉ khi

(Rx +

)

đạt min

1đ

Câu 4: (3 điểm)
Có thể dùng hai sơ đồ sau: 1đ (Vẽ đúng mối sơ đồ 0,5 đ)

R1

Đ
A

M

Rx

Hình a.
Tìm Rđ = 12 Ω

0,5 đ

Px nax = 12RxW

Rx = 3 Ω

N

B

A

0,5 đ

0,5 đ
0,5 đ
0,5 đ

M

Đ

0,25 đ

R2
C

N

Hình b.

B


Để đèn sáng bình thường nên Uđ = 6V , I đ = 0,5 A
Theo sơ đồ a.
Ux = 3V , Ix = 0,5 A
Rx = 6 ( Ω )
Theo sơ đồ b. U1 = Uđ = 6V
U2 = 3 V
I2 = Iđ +I1 = 0,5 +
Mà I2 = U2
R2

Vậy R1 = 12 ( Ω )

0,5 +

6
15 – R2

6
15 – R2

=

(A)
3
R2

0,25 đ
0,5 đ
0,5 đ

R2 = 3 ( Ω )
0,5đ

Ghi chú: Học sinh giải cách khác đúng vẫn được điểm tối đa.