Vat li 9 De thi chon HSG

PHỊNG GD&ĐT
Đề chính thức

ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN
Năm học 2013-2014
Môn: Vật lý 9
Ngày thi: 09/12/20...
Thời gian làm bài: 150 phút

Câu 1 ( 3,0 điểm ):
Trên một đường thẳng, một người đi bộ khởi hành từ C đi đến B với vận
tốc v1 = 5km/h. Sau khi đi được 2h người ấy ngồi nghỉ 30 phút rồi đi tiếp về B.
Một người khác đi xe đạp khởi hành từ A về B (C nằm giữa AB và AC > CB)
với vận tốc v2 = 15km/h, nhưng khởi hành sau người đi bộ 1h.
1. Tính quãng đường AC và AB biết cả hai người đi đến B cùng lúc và khi
người đi bộ bắt đầu ngồi nghỉ thì người đi xe đạp đã đi được 3/4 quãng đường AC.
2. Để gặp người đi bộ tại chỗ nghỉ thì người đi xe đạp phải đi với vận tốc bằng
bao nhiêu ?
Câu 2 ( 3,0 điểm):
Từ một hiệu điện thế U1 = 2500V, điện năng được truyền bằng dây dẫn
điện đến nơi tiêu thụ. Biết điện trở dây dẫn là R = 10  và công suất của nguồn
điện là 100kW. Hãy tính:
a. Cơng suất hao phí trên đường dây tải điện.
b. Hiệu điện thế nơi tiêu thụ.
c. Nếu cần giảm cơng suất hao phí đi 4 lần thì phải tăng hiệu điện thế của
hai cực nguồn điện lên mấy lần ?
Câu 3 ( 4,0 điểm): Cho mạch điện như hình vẽ:
a. Ở hình vẽ (H1). Biết R1=15  , R2=R3=R4=20  , RA=0; Ampe kế chỉ 2A.
Tính cường độ dịng điện qua các điện trở.
b. Ở hình vẽ (H2). Biết: R1=R2=2  , R3=R4=R5=R6=4  , UAB=12V, RA=0.
Tính cường độ dòng điện qua các điện trở, độ giảm thế trên các điện trở và chỉ số

Ampe kế (nếu có).
R1
A

.

A

R3
R2

R4
(H1)

.

A1

B
A

.

R4

A3

A2

R6

R5
R1

R2

R3
(H2)

.

B


Câu 4 ( 5,0 điểm):
Cho mạch điện như hình vẽ: Các điện trở R1, R2,

R2

R1

R3, R4 và Ampe kế là hữu hạn, hiệu điện thế giữa hai

A

điểm A, B là khơng đổi.

U

a. Chứng minh rằng: Nếu dịng điện qua Ampe kế

C

R3

B

R4

D

A

R1
R3
IA = 0 thì R2 = R 4 .

b. Cho U = 6V, R1 = 3  , R2 = R3 = R4 = 6  . Điện trở Ampe kế nhỏ khơng
đáng kể. Xác định chiều dịng điện qua Ampe kế và số chỉ của nó ?
c. Thay Ampe kế bằng một Vơn kế có điện trở rất lớn. Hỏi Vôn kế chỉ bao
nhiêu? cực dương của Vôn kế mắc vào điểm C hay D.
Câu 5 (5,0 điểm): Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ: Đèn Đ 1 ghi 6V - 3W, đèn Đ2
ghi 6V - 0,4W, điện trở R = 60 , biến trở MN có điện trở tối đa là 54  được phân bố
đều theo chiều dài 27 cm.
1. Lập biểu thức tính điện trở của mạch AB khi con chạy C cách M một đoạn x.
2. Đặt vào hai đầu AB hiệu điện thế U = 16V. Hãy xác định vị trí con chạy C
để:
a) Các bóng đèn sáng bình thường.
b) Cơng suất tiêu thụ ở mạch ngồi là nhỏ nhất? Khi đó các đèn sáng thế nào ?
Đ

2
M

N
Đ1

C
A B
+

_

R

HƯỚNG DẪN CHẤM THI HỌC SINH GIỎI


Môn: Vật lý 9
Năm học 2013-2014
Câu
Câu 1
(3 điểm)

Câu 2
(3 điểm)

.

Nội dung hướng dẫn chấm

A

. . .. .
D

C

F

E

B

a, Sau thời gian t1 = 2h người đi bộ đi đến E
Quãng đường CE = v1t1 = 10km
Sau thời gian t2 = 1h người đi xe đạp đi đến D
Quãng đường AD = v2t2 = 15km
Mà AD = 0,75 AC  AC = 20km
Sau t3 = 0,5h (thời gian người đi bộ nghỉ) thì người đi xe đạp đến F
DF = v3t3 = 7,5km.
Để 2 người gặp nhau cùng lúc ở B thì FB/v2 = EB/v1
Với EB = CB – 10
FB = CB – CF = CB – 2,5.
Thay số được CB = 13,75km  AB = 33,75km
b, Để gặp người đi bộ khi bắt đầu ngồi nghỉ thì người đi xe đạp phải đi
hết quãng đường AE trong t = 1h  v2’ = AF/t = 30km/h
Để gặp người đi bộ khi đã nghỉ xong thì người đi xe đạp phải đi hết quãng
đường AE trong t = 1,5h  v2’ = AF/t = 20km/h
Vậy để gặp người đi bộ khi người đi bộ nghỉ thì người đi xe đạp phải đi
với vận tốc 20km/h  v2  30km/h

Ta tính được cường độ dòng điện trên đường dây I = P/U1 = 40 A
2
a. Do đó cơng suất hao phí trên đường dây là P  I R =16KW
Hiệu điện thế bị giảm trên đường dây là : U  IR = 400V
b. Hiệu điện thế ở nơi tiêu thụ : U’ = U1 - U = 2100V
c. Trước khi tăng hiệu điện thế ở hai cực của máy phát, công suất dòng
điện là :
P2
P1  R 2
U1 ;
P2  R

Sau khi tăng hiệu điện thế cơng suất dịng điện là:
Theo u cầu
P1 U 22
P1 4P2 

4
P2 U 12
. Do đó U = 2U = 5000V.
2

Câu 3
(4 điểm)

Điểm

P2
U 22

0,25
0,25
0,25
0,25
0,5
0,25
0,5
0,25
0,25
0,25
0,5
0,5
0,5

0,25
0,25

0,75

1

Vậy giảm hao phí đi 2 lần thì phải tăng hiệu điện thế ở hai cực máy phát
lên 2 lần

0,25

- Vẽ lại sơ đồ mạch điện

0,25

- Do[R2 nối tiếp(R3//R4)] nên điện trở tương đương của mạch dưới:
R R
20.20
Rd R2  3. 4 20 
30
R3  R4
20  20


R1. Rd
15.30

10
- Do R1//Rd nên: RAB= R1  Rd 15  30
U
U
I  AB  AB
RAB
10
- Cường độ dòng điện qua mạch chính:
U
U
I 2  AB  AB
Rd
30
- Cường độ dòng điện qua R2:
I
U
I 3 I 4  2  AB
2

60
- Cường độ dòng điện qua R3,R4:
U
U
I a I  I 4  AB  AB 2( A)
10
60
- Chỉ số của am pe kế :
120
 U AB 
24V
5
- Cường độ dòng điện qua R3,R2 : I3 = I4 = 24/60 = 0,4A; I2 = 24/30 =
0,8A.
U
24
I1  AB  1, 6 A
R1
15
- Cường độ dòng điện qua R :

0,25
0,25
0,25
0,25

0,25
0,25
0,25

1

0,25

b ) - Sơ đồ được vẽ
lại :

0,25

- Chỉ số của Ampe kế A1:

0,25

U AB 12
 3( A)
R
4
4
IA 1 = I4=
- Do R5//[R2nối tiếp(R6//R3)]nên điện trở tương của mạch MB:

R .R 
R5  R2  6 3  4  2  4.4 
R6  R3 
44
RMB  
 
2
R6 .R3
4.4

42
R5  R2 
44
R6  R3
U AB
12

3( A)
R

R
2

2
1
MB
- Cường độ dòng điện qua R :I =
1

1

- Hiệu điện thế giữa hai điểm MB:UMB= UAB -UAM=12-6= 6(V)

0,25

0,25
0,25
0,25

U MB 6
 1,5( A)
4
- Cường độ dòng điện qua R5: I5= R5
- Cường độ dòng điện qua R2: I2=I1-I5= 3-1,5=1,5(A)
I 2 1,5
 0, 75( A)
2
- Cường độ dòng điện qua R3 và R6 :I3=I6= 2
- Chỉ số của am pe kế A2:
IA 2= IA 1+I5= 3+1,5=4,5(A)
- Chỉ số của am pe kế A3:
IA 3= IA 2+I6= 4,5+0,75=5,25(A)

Câu 4
(5 điểm)

0,25

a.
Gọi dòng điện qua các điện trở R1, R2, R3, R4 và dòng điện qua
Ampe kế tương ứng là: I1, I2, I3, I4 và IA.
Học sinh cũng có thể vẽ lại sơ đồ tương đương
I1

R1

C I3

R3

A
A

I2

I4

R2

R4

B

D

U
U
Theo bài ra IA = 0 nên I1 = I3 = R1  R3 ; I2 = I4 = R 2  R 4

(1)

Từ hình vẽ ta có UCD = UA = IARA = 0  UAC = UAD hay I1R1 = I2R2
(2)
Từ (1) và (2) ta có:
U.R1
U.R 2
R1
R2



R1  R3 R 2  R 4
R1  R 3 R 2  R 4

R1 R 3

R2 R4
b.
Vì RA = 0 nên ta chập C với D. Khi đó:
R1R 2
3.6

2
R

R
3

6
2
R // R nên R = 1
1

2



0,5

0,5

R3 R 4

R1 R 2 
0,75

12

R3R 4
6.6

3
R

R
6

6
4
R3 // R4 nên R34 = 3
U
R12
R

R
34
Hiệu điện thế trên R12: U12 = 12
= 2,4V
U12 2, 4


0,8A
3
 cường độ dòng điện qua R1 là I1 = R1
Hiệu điện thế trên R34: U34 = U  U12 = 3,6V
U 34 3,6

0,6A
6
 cường độ dòng điện qua R3 là I3 = R3
Vì I3 < I1  dịng điện qua Ampe kế có chiều từ C  D. Số chỉ của

0,75
0,25

0,25
0,75


am pe kế là:
IA = I1 - I3 = 0,8 - 0,6 = 0,2A
c.
Theo bài ra RV = ∞ nối vào C, D thay cho am pe kế khi đó:
U
6
2


I = I = R1  R3 3  6 3 A
1

Câu 5
(5 điểm)

3

U
6

I2 = I4 = R 2  R 4 6  6 = 0,5A
2
.3
Hiệu điện thế trên R1: U1 = I1R1 = 3 = 2V
Hiệu điện thế trên R2: U2 = I2R2 = 0,5.6 = 3V
Ta có U1 + UCD = U2  UCD = U2 - U1 = 1V
Vôn kế chỉ 1V  cực dương vôn kế mắc vào C

0,5
0,75

a, Vẽ lại được mạch để phân tích.

0,5

x
Đ1

R

.

M

Đ2

..

.

54- x N

A B
Tính được các giá trị điện trở của các đèn R1 = 12; R2 = 90
Cường độ dòng điện qua đèn khi sáng bình thường I1 = 0,5A; I2 =1/15A
RMB = RR2/(R+R2) = 36
+ Điện trở trên mỗi cm chiều dài của biến trở là 2
+ Đoạn CM có chiều dài x nên điện trở Rx = 2x
 Đoạn CN có điện trở 54 – 2x
Điện trở đoạn mạch AB là RAB = R1 + RCB = (-x2 + 9x + 756)/22,5
b, Khi UAB = 16V, các đèn sáng bình thường nên UAB = 6V, UAC = 6V 
UCM = 4V
+ Ix = I2 + U2/R = 1/6A  Rx = UCM/Ix = 24  x = 12
+ Để cơng suất mạch nhỏ nhất thì RAB lớn nhất  (-x2 + 9x + 756)/22,5 lớn
nhất  x = 4,5cm
Ghi chú:
- Bài làm bằng cách khác nếu đúng vẫn cho điểm tối đa.
- Việc chi tiết hóa điểm từng phần do Hội đồng chấm thi thống nhất tự quy định.
- Bài làm đúng đến đâu cho điểm đến đó.

0,25
0,25

0,5
0,25
0,25
0,25
0,75
0,5
0,5
0,5
0,5