De thi HSG

<span class='text_page_counter'>(1)</span>UBND huyÖn kinh m«n phòng giáo dục và đào tạo. §Ò thi chän häc sinh giái HuyÖn M«n :vËt lÝ líp 9 N¨m häc 2008 – 2009. Thời gian: 120 phút (không kể giao đề) Bµi 1 ( 2,0 ®iÓm ) Hai quả cầu đặc, thể tích mỗi quả là V = 200cm 3, đợc nối với nhau bằng một sợi dây mảnh, nhÑ, kh«ng co d·n, th¶ trong níc ( H×nh 1 ) . Khèi lîng riªng cña qu¶ cÇu bªn trªn lµ D1 = 300 kg/m3, cßn khèi lîng riªng cña qu¶ cÇu bªn díi lµ D2 = 1200 kg/m3. H·y tÝnh : a. ThÓ tÝch phÇn nh« lªn khái mÆt níc cña qu¶ cÇu phÝa trªn khi hÖ vËt c©n b»ng ? b. Lùc c¨ng cña sîi d©y ? Cho khèi lîng riªng cña níc lµ Dn = 1000kg/ m3 . Bµi 2 ( 1,5 ®iÓm ) Dùng một bếp dầu để đun sôi một lợng nớc có khối lợng m1 = 1 kg, đựng trong một ấm b»ng nh«m cã khèi lîng m2 = 500g th× sau thêi gian t1 = 10 phót níc s«i . NÕu dïng bÕp dầu trên để đun sôi một lợng nớc có khối lợng m3 đựng trong ấm trên trong cùng điều kiện th× thÊy sau thêi gian 19 phót níc s«i . TÝnh khèi lîng níc m3 ? BiÕt nhiÖt dung riªng cña níc, nh«m lÇn lît lµ c1 = 4200J/kg.K ; c2 = 880J/kg.K vµ nhiÖt lîng do bÕp dÇu táa ra mét cách đều đặn . Bµi 3 ( 3,0 ®iÓm ) Cho mạch điện nh hình 3. Biết : R1 = 8 ; R2 = R3 = 4 ; R4 = 6 ; UAB = 6V không đổi . §iÖn trë cña ampe kÕ , khãa K vµ c¸c d©y nèi không đáng kể . R4 1. Hãy tính điện trở tơng đơng của đoạn mạch AB vµ sè chØ cña ampe kÕ trong hai trêng hîp : R1 R2 a. Khãa K më . C D b. Khóa K đóng . 2. Xét trờng hợp khi K đóng : K A Thay khóa K bằng điện trở R5 . Tính R5 để cờng độ dòng điện chạy qua điện trở R2 bằng không ? H×nh 3 A R0,Bđược mắc R Bài 4 (3,5 ®iÓm): Cho 3 điện trở cã gÝa trị như nhau bằng với 3 nhau theo những c¸ch kh¸c nhau và lần lượt nối vào một nguồn điện kh«ng đổi x¸c định lu«n mắc nối tiếp với một điện trở r . Khi 3 điện trở trªn mắc nối tiếp th× cường độ dßng điện qua mỗi điện trở bằng 0,2A, khi 3 điện trở trªn mắc song song th× cường độ dßng điện qua mỗi điện trở cũng bằng 0,2A. a/ X¸c định cường độ dßng điện qua mỗi điện trở R0 trong những trường hợp cßn lại ? b/ Trong c¸c c¸ch mắc trªn, c¸ch mắc nào tiªu thụ điện năng Ýt nhất ? Nhiều nhất ? c/ Cần Ýt nhất bao nhiªu điện trở R0 và mắc chóng như thế nào vào nguồn điện kh«ng đổi cã điện trở r nãi trªn để cường độ dßng điện qua mỗi điện trở R0 đều bằng 0,1A ?. đáp án và biểu điểm bµi. đáp án. biÓu ®iÓm 1.

<span class='text_page_counter'>(2)</span> Bµi 1 (2®). a. ( 1,25 ® ) Mçi qu¶ cÇu chÞu t¸c dông cña 3 lùc : Träng lùc, lùc ®Èy acsimet, lùc c¨ng cña sîi d©y ( H×nh vÏ ) Do hệ vật đứng cân bằng nên ta có : P 1 + P 2 = F1 + F2 10D1V+ 10D2V = 10DnV1+ 10DnV ( V1 lµ thÓ tÝch phÇn ch×m cña qu¶ cÇu bªn trªn ë trong níc )  D1V+ D2V = DnV1+ DnV V 1=. . F1. V ( D 1 + D2−D n ) Dn. V 1=. 0,25®. P1 T F2 T. 0,25®. 0,25® P2. V (300+1200−1000) V 200 = = =100(cm3 ) 1000 2 2.  ThÓ tÝch phÇn nh« lªn khái mÆt níc cña qu¶ cÇu bªn trªn lµ : V2 = V – V1 = 200 - 100 = 100 ( cm3 ) . b. ( 0,75 ® ) Do quả cầu dới đứng cân bằng nên ta có : P2 = T + F2  T = P 2 - F2  T = 10D2V – 10DnV  T = 10V( D2 – Dn )  T = 10. 200. 10-6( 1200 – 1000 ) = 0,4 ( N ) VËy lùc c¨ng cña sîi d©y lµ 0,4 N bµi 2 (1,5®). Gäi Q1 vµ Q2 lÇn lît lµ nhiÖt lîng mµ bÕp cung cÊp cho níc vµ Êm trong hai lần đun , t là độ tăng nhiệt độ của nớc . Ta có : Q 1= ( m1c1 + m2c2 )t Q2 = ( m3c1 + m2c2 )t Do bếp dầu tỏa nhiệt đều đặn nên thời gian đun càng lâu thì nhiệt lợng tỏa ra càng lớn . Do đó ta có : Q1= kt1 ; Q2= kt2 ( k lµ hÖ sè tØ lÖ ; t1 vµ t2 lµ thêi gian ®un t¬ng øng ) Suy ra : kt1 = ( m1c1 + m2c2 )t (1) kt2 = ( m3 c1 + m2c2 )t (2) Chia từng vế của ( 2 ) cho ( 1 ) ta đợc : t2 t1. =. m 3 c 1 + m2 c2. bµi 3 (3®). 0,25® 0.5® 0,25®. 0,25® 0,25® 0,25®. 0,25® 0,25® 0,25®. m 1 c 1 +m 2 c 2. m3 =. 0,25®. (m1 c1 +m 2 c 2 )t 2−m2 c2 t 1 c 1 t1. => (3) thay số vào ( 3 ) ta tìm đợc m3  2 ( kg ) Vậy khối lợng nớc m3 đựng trong ấm là 2 kg . 1. a. 1® Khi K më m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ sau :. 0,25®. R4 A. R1. R2 C. D. A. R3. 0,25® B. 2.

<span class='text_page_counter'>(3)</span> Điện trở tơng đơng của mạch điện là :. 0.5®. ( R 1 + R 2 ) R4 ( 8+4 ) 6 + R 3= +4=8 R1 + R 2 + R 4 8+ 4+6 (). RAB = Sè chØ cña ampe kÕ lµ :. 0,25®. U AB 6 = =0 , 75( A ) R AB 8. IA = b. 1® Khi K đóng điện nh hình vẽ sau :. R2. R4. D. A. A. 0,25®. C. R3. B. 0,25®. Do R2 = R3 = 4 , nªn RDC = 2 (  ) RADC =R4 + RDC = 6 + 2 = 8 (  R ) =1 R1 Vậy điện trở tơng đơng của mạch điện là : R1 2. RAB =. =. R DC. R 4 +R DC. U AB =. UDC = Sè chØ cña ampe kÕ lµ :. IA = 2. 1 ® Khi thay khãa K b»ng ®iÖn trë R5 sơ đồ mạch điện nh hình vẽ sau : DÔ dµng thÊy khi dßng ®iÖn qua R2 b»ng kh«ng th× m¹ch ®iÖn lµ m¹ch cÇu c©n b»ng nªn ta cã : R3. =. R4. 2 . 6=1,5(V ) 6+2. U DC 1,5 = =0 ,375( A ) R3 4. R4. 0,25®. 8 =4 2 (). R1. C. R2. D. R5 A. B. A. 0,25® 0,5®. R3. 0,5®. R1. R5 6 8 16 => = => R 5 = ≈5 ,33 ( ) 4 R5 3. bµi 4 3,5®. : a/ Xác định các cách mắc còn lại gồm : cách mắc 1 : (( R0 // R0 ) nt R0 ) nt r cách mắc 2 : (( R0 nt R0 ) // R0 ) nt r Theo bài ta lần lượt có cường độ dòng điện trong mạch chính khi. 0,25® 0,25®. 3.

<span class='text_page_counter'>(4)</span> U r+3 R 0. 0,25®. mắc nối tiếp : Int = = 0,2A (1) Cường độ dòng điện trong mạch chính khi mắc song song : I SS =. U =3 . 0,2=0,6 A R0 r+ 3. 0,25 ® (2) r+ 3 R 0 R r+ 0 3. =3. 0,5®. ⇒ Lấy (2) chia cho (1), ta được : r = R0 . Đem giá trị này của r thay vào (1) ⇒ U = 0,8.R0 + Cách mắc 1 : Ta có (( R0 // R0 ) nt R0 ) nt r  (( R1 // R2 ) nt R3 ) nt r đặt R1 = R2 = R3 = R0. U. Dòng điện qua R3 : I3 = I3. r  R0 . R0 2. . 0.5®. 0,8.R0 0,32 A 2,5.R0. . Do R1 = R2. =0,16 A. nên I1 = I2 = 2 + Cách mắc 2 : Cường độ dòng điện trong mạch chính I’ = b . Hiệu điện thế giữa hai đầu mạch nối tiếp gồm 2 điện trở R0 : U1 =. 0.5® 0,25 ®. 2 . R0. R0. I’.. 3 . R0. = 0,32.R0 U1. tiếp này là I1 = 2 . R 0 còn lại là. =. ⇒. cường độ dòng điện qua mạch nối. 0 , 32. R0 2. R0. =0 , 16 A ⇒. CĐDĐ qua điện trở. I2 = 0,32A. b/ Ta nhận thấy U không đổi ⇒ công suất tiêu thụ ở mạch ngoài P = U.I sẽ nhỏ nhất khi I trong mạch chính nhỏ nhất ⇒ cách mắc 1 sẽ tiêu thụ công suất nhỏ nhất và cách mắc 2 sẽ tiêu thụ công suất lớn nhất. c/ Giả sử mạch điện gồm n dãy song song, mỗi dãy có m điện trở giống nhau và bằng R0 ( với m ; n  N) Cường độ dòng điện trong mạch chính ( Hvẽ ) I=. 0,25®. 0,25®. 0,25®. U 0,8 = m m r+ . R0 1+ n n 4.

<span class='text_page_counter'>(5)</span> Để cường độ dòng điện qua mỗi điện trở R0 là 0,1A ta phải có : I=. 0,8 =0,1. n m 1+ n. ⇒. m + n = 8 . Ta có các trường hợp. sau m 1 2 3 4 5 6 7 n 7 6 5 4 3 2 1 Số điện trở 7 12 15 16 15 12 7 R0 Theo bảng trên ta cần ít nhất 7 điện trở R0 và có 2 cách mắc chúng :  7 dãy //, mỗi dãy 1 điện trở.  1 dãy gồm 7 điện trở mắc nối tiếp.. Chú ý : HS làm cách khác đúng vẫn tính điểm.. 5.

<span class='text_page_counter'>(6)</span>