Đề thi tuyển chọn học sinh giỏi lớp 9 môn thi Vật lí

UBND HUYỆN NAM ĐÔNG PHÒNG GIÁO DỤC ĐÀO TẠO ĐỀ THI TUYỂN CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 NĂM HỌC 2007 -2008 MÔN THI : VẬT LÍ Thời gian làm bài: 150 phút ( Không kể thời gian giao đề) ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Câu1: (2,5 điểm) Muốn có 100 lít nước ở nhiệt độ 350C thì phải đổ bao nhiêu lít nước đang sôi vào bao nhiêu lít nước ở nhiệt độ 150C ? Lấy nhiệt dung riêng của nước là 4190J/kgK. Câu2: (2 điểm )Người ta cần truyền tải một công suất điện 100KW đi xa 90km, với điều kiện hao phí do năng suất tỏa nhiệt trên đường truyền dây không vượt quá 2% công suất cần truyền đi. Người ta dùng dây dẫn bằng đồng có điện trở suất và khối lượng riêng lần lượt là 1,7.10-8 Ωm và 8800kg/m3 .Tính khối lượng của dây dẫn khi truyền điện năng dưới hiệu điện thế U=6kV. Câu3: ( 3 điểm) Hãy vẽ sơ đồ mạch điện gồm : Nguồn điện; dây dẫn; một bóng đèn; một chuông điện; ba khóa K1, K2 , K3 sao cho: a) Đóng K1 đèn sáng . b) Đóng K2 chuông reo. c) Đóng K3 đèn sáng, chuông reo Câu4: (3 điểm ) Một Xuồng máy đi trong nước yên lặng với vận tốc 30km/h. Khi xuôi dòng từ A đến B mất 2h và khi ngược dòng từ B đến A mất 3h .Hãy tính vận tốc dòng nước đối với bờ sông và quãng đường AB? Câu5: (3 điểm) R Cho mạch điện như hình vẽ: D A3 _ A2 M N + C A4 A1 Các empekế giống nhau và có điện trở RA , ampekế A3 chỉ giá trị I3= 4(A), ampekế A4 chỉ giá trị I4= 3(A)..Tìm chỉ số của các còn lại? Nếu biết UMN = 28 (V). Hãy tìm R, RA? Câu6: (2 điểm) Một bình thông nhau chứa nước biển. Người ta đổ thêm xăng vào một nhánh. Hai mặt thoáng ở hai nhánh chênh lệch nhau 18mm. Tính độ cao của cột xăng. Cho biết trọng lượng riêng của nước biến là 10300N/m3 và của xăng là 7000N/m3. Câu7: (2 điểm) Hai điện trở R= 4Ω và r mắc nối tiếp vào hai đầu hiệu điện thế U=24V. Khi thay đổi giá trị của r thì công suất tỏa nhiệt trên r thay đổi và đạt giá trị cực đại. Tính giá trị cực đại đó. Câu8: (2,5 điểm) Cho mạch điện như hình vẽ:U R0 B C Rb Trong đó R0 là điện trở toàn phần của biến trở, Rb là điện trở của bếp điện. Cho R0 = Rb , điện trở của dây nối không đáng kể, hiệu điện thế U của nguồn không đổi. Con chạy C nằm ở chính giữa biến trở.Tính hiệu suất của mạch điện. Coi hiệu suất tiêu thụ trên bếp là có ích. -----------------------------------------------------hết--------------------------------------------------------- ( Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm) UBND HUYỆN NAM ĐÔNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO Độc lập - Tự do - Hạnh phúc HƯỚNG DẪN CHẤM THI CHỌN HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÍ - LỚP 9, NĂM HỌC 2007 -2008 Câu Nội dung – Yêu cầu Điểm 1 Gọi x là khối lượng nước ở 150C y là khối lượng nước đang sôi Ta có : x+y= 100g (1) Nhiệt lượng do ykg nước đang sôi tỏa ra Q1= y.4190(100-15) Nhiệt lượng do xkg nước ở 150C toả ra Q2 = x.4190(35-15) Phương trình cân bằng nhiệt: x.4190(35-15)=y.4190(100-15) (2) Giải hệ phương trình (1) và (2) Ta được: x=76,5kg; y=23,5kg Vậy phải đổ 23,5 lít nước đang sôi vào 76,5 lít nước ở 150C. 0.25đ 0.5đ 0.25đ 0.25đ 0.5đ 0.5đ 0.25đ 2 Ta có :Chiều dài dây dẫn l=2.90 km = 180 000m Công suất cần truyền: p = 100 000W 60002 U2 Công suất hao phí cho phép: php= 0,02.100 000 = 2 000W 2000 php Điện trở dây dẫn: R= = =18 000Ω 1,7.10-8.18.104 .l R 18 000 Tiết diện dây dẫn: S= = = 17.10-8 m2 Khối lượng của dây dẫn: m = D.l.S = 88.102.18.104.17.10-8 =269,28kg. 0.25đ 0.25đ 0.25đ 0.25đ 0.5đ 0.25đ 3 K1 K3 K2 _ U + Vẽ đúng, đầy đủ 2đ 4 Gọi xuồng máy -1; dòng nước - 2; bờ sông – 3 *Khi xuôi dòng từ A-B: => V13AB =V12 + V23 = 30 + V23 Suy ra quãng đường AB: SAB = V13AB.tAB = (30+ V23).2 (1) *Khi ngược dòng từ B-A V13BA =V12 - V23 = 30 - V23 Suy ra quãng đường BA: SBA = V13BA.tBA = (30 - V23).3 (2) Từ (1) và (2) suy ra (30+ V23).2 = (30 - V23).3 5V23 = 30 =>V23= 6 (km/h) Thay V23 vào (1) hoặc (2) ta được SAB = 72km. 0,25đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 5 C R A3 M N _ + A2 A4 A1 D *Tìm I1 và I2: Ta có dòng điện đi vào chốt M và đi ra chốt N Do đó U3 = 4RA U4 = 3RA tức là :UCN >UDN hay VC > VD Nên dòng điện điqua A2 có chiều từ C sang D UCN = UCD +UDN = 4RA =I2RA + 3RA =>I2 = 1 (A ) Xét tại nút D ta có : I1 + I2 = I4 = I1 + 1 = 3 (A) =>I1 = 2 (A) *Tìm R, RA: Ta viết phương trình hiệu điện thế. UMN = UMD + UDN = 28 = 2RA + 3RA RA = 5,6 (Ω) Tương tự ta cũng có : UMN= UMC + UCN 28 = 5.R + 4.5,6 ( vì IR = I2 + I3 =1+4 = 5 A và RA = 5,6 Ω ) => 5R = 5,6 => R= 1,12 (Ω) 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,5đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ h1 h1 h1 6 Vẽ hình đúng Xét hai điểm A, B trong hai nhánh nằm trong cùng một mặt phẳng ngang trùng với mặt phân cách giữa xăng và bước biển . Ta có : PA = PB PA = d1.h1 , PB = d2 h2 A B =>d1.h1 = d2 h2 Theo hình vẽ ta có : h2 = h1-h d1.h1 = d2 (h1- h) = d2h1 – d2h 10300.18 => (d2 – d1) h1 = d2h d2h d2 – d1 10300 - 7000 =>h1 = = = 56mm 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 7 Gọi I cường độ dòng điện qua mạch. Hiệu điện thế hai đầu r: Ur = U – RI = 24 – 4I Công suất tiêu thụ trên r: P = Ur.I = (24 – 4I) I 4I2 – 24I + P = 0 (1) ∆ = 242 – 4P Vì phương trình (1) luôn có nghiệm số nên ∆ ≥ 0 => 242 – 4P ≥ 0 => P ≤ 36 => Pmax = 36W 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 8 Điện trở RCB = ( R0.R0/2 )/ (R0 + R0/2) = R0/3 Cường độ dòng điện chạy trong mạch chính: I= U/(R0/2 +R0/3) = 6U/ 5R0 Công suất tiêu thụ của bếp là : P= U2CB/ R0 = 4U2/25R0 Hiệu suất của mạch điện là : H = P/UI = ( 4U2 /25R0) : (U.6U/ 5R0) = 2/15Vậy H = 13,3 % 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ