Giáo án tổng hợp vật lý 9 2

SỞ GD&ĐT HÒA BÌNH
ĐỀ CHÍNH THỨC

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH
LỚP 9 THCS, NĂM HỌC 2014-2015
Đề thi môn: Vật lý
Ngày thi: 30/03/2015
Thời gian làm bài 150 phút (không kể thời gian giao đề)
(Đề thi có 01 trang, gồm 04 câu)

Câu 1 (5,0 điểm): Một người đi bộ khởi hành từ C đi đến B với vận tốc v1 = 5km/h. Sau khi đi được
2 giờ, người ấy ngồi nghỉ 30 phút rồi đi tiếp về B với vận tốc như ban đầu. Một người khác đi xe đạp
khởi hành từ A (C nằm giữa AB) cùng đi về B với vận tốc v2 = 15km/h nhưng khởi hành sau người đi
bộ 1 giờ.
1. Tính quãng đường đi được của mỗi người trong khoảng thời gian 1 giờ chuyển động.
2. Tính quãng đường AC và CB. Biết cả hai người đến B cùng lúc và khi người đi bộ bắt đầu ngồi nghỉ
3
thì người đi xe đạp đã đi được
quãng đường AC.
4
3. Để gặp người đi bộ tại chỗ ngồi nghỉ người đi xe đạp phải đi với vận tốc nhỏ nhất bằng bao nhiêu?
Câu 2 (6,0 điểm): Cho mạch điện như hình 1.
Biết: Hiệu điện thế hai đầu mạch điện U = 30V không đổi; R 0 = 6Ω; R1
= 4Ω; Biến trở có điện trở toàn phần R = 18Ω. Bỏ qua điện trở của các
dây nối và ampe kế, vôn kế có điện trở vô cùng lớn.
1. Đặt con chạy C ở vị trí sao cho RMC = 2RCN.
a) Tính điện trở tương đương toàn mạch. Tìm số chỉ của ampe kế và
vôn kế khi đó.
b) Tính công suất tiêu thụ trên biến trở R và công suất tiêu thụ toàn
mạch.
2. Thay điện trở R1 bằng điện trở R2 rồi di chuyển con chạy C của biến

trở R ta thấy có một vị trí mà tại đó ampe kế chỉ giá trị nhỏ nhất và khi
đó vôn kế chỉ 12V. Hãy xác định giá trị của R2 và số chỉ của ampe kế.
Câu 3 (5,0 điểm): Cho mạch điện như hình 2.
Biết R1 = R2 = R3 = R4 = R5 = 28Ω . Hiệu điện thế hai
đầu mạch điện U AB = U = 164, 64V không đổi. Vôn kế
và ampe kế lí tưởng, bỏ qua điện trở của các khóa K và
dây nối. Xác định số chỉ của vôn kế và ampe kế khi:
1. K1 và K 2 cùng mở.
2. K1 đóng, K 2 mở.
3. K1 mở, K 2 đóng.
4. K1 và K 2 cùng đóng.

R0

E

+ U • •
R

M

A

C

N

R1
Hình 1

V

K1
M
A +

R1

U

N

R2

R5

R3

B -

V

K2
A

F

R

E

4
Câu 4 (4,0 điểm): Mắc một hiệu điện thế không đổi
Hình
2
U = 220V vào hai đầu một điện trở R thì thấy trong thời
gian 1 phút nhiệt lượng mà điện trở R tỏa ra là 60000 (J).
1. Tìm giá trị của điện trở R và công suất tỏa nhiệt trên nó.
2. Nếu sử dụng nhiệt lượng tỏa ra ở điện trở trên để đun sôi 2 lít nước có nhiệt độ ban đầu là 25 0C thì
mất bao nhiêu thời gian. Bỏ qua mọi hao phí ở ấm đun và môi trường. Cho nhiệt dung riêng và khối
lượng riêng của nước lần lượt là c = 4200 J/kg.K ; D = 1000 kg/m3.

……………………………..Hết……………………………..
Họ và tên thí sinh:…………………………………………………, Số BD:……………………
Giám thị 1:………………………………………, Giám thị 2:………………………………….


SỞ GD&ĐT HÒA BÌNH

HƯỚNG DẪN CHẤM
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH
NĂM HỌC 2014-2015
LỚP 9 THCS
Môn: Vật lý
(Hướng dẫn chấm này có 04 trang)

ĐỀ CHÍNH THỨC

Câu 1 (5,0 điểm):
Ý

1

Đáp án

Điểm

* Quãng đường mỗi người đi được sau 1h chuyển động
S1 = v1.t = 5.1 = 5 (km)………………………………………………………

0,5

S2 = v2.t = 15.1 = 15 (km)……………………………………………………

0,5

* Tìm quãng đường AC và CB.

A

•

E

•

C F

• •

D

•

B

•

+ Gọi D là điểm người đi bộ ngồi nghỉ, ta có:
CD = v1 .t1 = 5.2 = 10(km) ………………………………………………..
+ Khi đó người đi xe đạp đi được khoảng thời gian t2 = 1h và quãng đường đi
được của người đi xe đạp khi đó:
AE = v 2 .t 2 = 15.1 = 15(km) ……………………………………………….
4 AE 4.15
=
= 20( km) …………
+ Theo giả thiết ta có quãng đường AC: AC =
3
3
2

+ Trong thời gian người đi bộ ngồi nghỉ thì người đi xe đạp đi thêm được
quãng đường:
EF = v 2 ∆t = 15.0,5 = 7,5( km) …………………………………………….
+ Khoảng cách giữa hai người lúc người đi bộ bắt đầu đi tiếp:
FD = CD − CF = 7,5(km) ………………………………………………..
+ Vì hai người đến B cùng một lúc, nên gọi t là thời gian chuyển động còn lại
của hai người thì ta có:

0,5

0,5

0,25
0,5

FD
7,5
=
= 0,75(h) ……………………………
v 2 − v1 15 − 5

0,5

+ Quãng đường còn lại của người đi bộ: DB = v1t = 5.0,75 = 3,75(km) ………...
+ Quãng đường CB: CB = CD + DB = 13,75(km) ……………………………….

0,25
0,5

* Để gặp người đi bộ tại chỗ ngồi nghỉ theo yêu cầu của đề bài thì khi người đi
bộ bắt đầu đi tiếp thì người đi xe đạp cũng đến được điểm D và thời gian
chuyển động là t 2' = 1,5h

0,5

v 2 t = FD + v1t → t =

3

0,5

'
+ Vận tốc của người đi xe đạp khi đó: v 2 =

AD 30
=
= 20(km / h)
1,5
t 2'

Câu 2 (6,0 điểm):
Ý
Đáp án
1
 RMC + RCN = R = 18Ω  RMC = 12Ω
⇒
Theo giả thiết: 
……………………
 RMC = 2 RCN

 RCN = 6Ω

Điểm
0,5


a) Điện trở tương đương toàn mạch:
RMC .R1
12.4
+ RCN = 6 +

+ 6 = 15Ω …
RMC + R1
12 + 4
U
30
=
= 2A
+ Cường độ dòng điện toàn mạch: I =
Rm 15
+ Số chỉ của vôn kế: U V = I .REC = 2.3 = 6V ……………………………..
UV
6
=
= 0,5Ω ……………………………
+ Số chỉ của ampe kế: I A =
RMC 12
Rm = R0 + R EC + RCN = R0 +

b) Công suất tiêu thụ trên toàn biến trở R:
PR = I A2 RMC + I 2 RCN = 0,5 2.12 + 2 2.6 = 27W ………………………
+ Công suất tiêu thụ toàn mạch: P = I 2 Rm = 2 2.15 = 60W ………………

1,0
0,5
0,5
0,5

0,5
0,5

+ Đặt: RMC = x
+ Điện trở tương đương toàn mạch khi đó:
R m = R0 +

− x 2 + ( R + R0 ) x + R 2 ( R + R0 )
R2 x
+R−x=
R2 + x
R2 + x

(1)

− x 2 + 24 x + 24.R2
(2)…………………….
R2 + x
U ( R2 + x )
U
=
+ Cường độ dòng điện toàn mạch: I =
(3)
2
Rm − x + 24 x + 24 R2
I = I A + I 2
IR2

I A I2
I ⇒ IA =
+ Ta lại có: 
(4)
R2 + x

 I A .x = I 2 .R2 ⇒ R = x = R + x
2
2

UR2
UR2
=
+ Từ (3) & (4) ⇒ I A =
(5)
2
− x + 24 x + 24 R2 144 + 24 R2 − ( x − 12) 2

+ Thay số được: Rm =

2

0,5

0,5

+ Vì U và R2 là hằng số nên để IAmin thì mẫu số của (5) phải cực đại
⇒ x = 12Ω

U V 12
=
= 1A ................................................................
x
12
144
144

R2 =
=
= 24Ω
U
30
+ Thay IAmin vào (5) ta được :
...............
− 24
− 24
I A min
1

+ Khi đó : I A min =

0,5
0,5

Câu 3 (5,0đ)
Phầ
n

Đáp án

Điểm

K1 và K 2 cùng mở mạch vẽ lại như hình 4.
0,25đ


1

A

R1

M

N

E

R2

R3

F
B

R4

Hình 1

0,5đ
⇒ Rtd = R1 + R2 + R3 + R4 ⇒ Rtd = 112Ω ………………………………………..
U

= 1, 47( A) = I A
I =
Rtd
⇒

………………………………………………
U = U = U = IR = 41,16(V )
 V
NE
3
3
K1 đóng, K 2 mở mạch vẽ lại như hình 5.

N
A

E

R3

Hình 2

R4

F
B

0,5đ

0,25đ

2
⇒ Rtd = R3 + R4 ⇒ Rtd = 56Ω …………………………………………………….

0,5đ

U

= 2,94( A) = I A
I =
Rtd
⇒
……………………………………………..
U = U = U = IR = 82,32(V )
NE
3
3
 V

0,5đ

K1 mở, K 2 đóng mạch vẽ lại như hình 6.
N

M
A

3

R1

R2

E

R3
R5

R4

F
B
0,25đ

Hình 3

⇒ RMB = 21Ω ⇒ Rtd = R1 + RMB = 28 + 21 = 49Ω ……………………………
U

 I = R = 3,36( A) = I A ⇒ U MB = I .RMB = 70,56(V )
td
⇒
……………………………
U = U = U = U MB = 23,52(V )
NE
3
 V
3

0,5đ
0,5đ


K1 đóng, K 2 đóng mạch vẽ lại như hình 7.
N

A

R3

E

F
B

R2 M

R1

4

R4

R5
Hình 4

⇒ RAM = 14Ω ⇒ RAMB = RAM + R5 = 42Ω ⇒ Rtd = 24Ω …………………………
U

 I = R = 6,86( A) = I A
td
⇒
………………………………………..
U = U = U = U AB = 82,32(V )
NE
3

 V
2

Câu 4 (4,0 điểm):
Ý
Tìm giá trị điện trở.

Đáp án

U2
U 2 t 220 2.60
t⇒R=
=
= 48,4Ω ……………………….
R
Q
60000
Q 60000
= 1000W ………………………..
+ Công suất tỏa nhiệt: P = =
t
60

+ Ta có: Q =
1

2

Tìm thời gian đun sôi nước: 2l = 2dm3 = 2.10-3m3
+ Khối lượng nước cần đun: m = D.V = 2 kg

+ Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi nước:
Qn = mc∆t = 2.4200.75 = 630.000 J ……………………………….
+ Thời gian cần thiết để đun sôi nước:
t=

0,25đ

Qn 630000
=
= 630( s ) = 10,5( phút ) …………………………..
P
1000

0,5đ
0,5đ

Điểm
1,0
0,5
0,5
0,5
0,5
1,0

Thí sinh làm theo phương án khác nếu phương pháp và kết quả đúng thì giám khảo
cho điểm tương đương theo hướng dẫn chấm.