UBND HUYỆN BẠCH THÔNG KỲ THI HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN PHÒNG GIÁO DỤC ĐÀO TẠO LỚP 9 THCS NĂM HỌC 2009 – 2010 Môn thi: Vật Lý Thời gian: 150 phút ( không kể thời gian phát đề ) Câu 1.(3 điểm) a. Chứng minh rằng trong đoạn mạch gồm 2 điện trở mắc song song thì điện trở tương đương của đoạn mạch( R td ) được tính theo công thức sau: R td = b. Xác định các lực điện từ , , F 4 lên các đoạn dây dẫn AB, BC, CD ,DA trong hình vẽ dưới đây và cho biết cặp lực từ nào làm cho khung dây ABCD quay. Bài 2. (3 đ ) Một người đi xe đạp đi nửa quãng đường đầu với vận tốc v 1 = 15km/h, đi nửa quãng đường còn lại với vận tốc v 2 không đổi. Biết các đoạn đường mà người ấy đi là thẳng và vận tốc trung bình trên cả quãng đường là 10km/h. Hãy tính vận tốc v 2 . Bài 3. (4 đ ) Đổ 738g nước ở nhiệt độ 15 o C vào một nhiệt lượng kế bằng đồng có khối lượng 100g, rồi thả vào đó một miếng đồng có khối lượng 200g ở nhiệt độ 100 o C. Nhiệt độ khi bắt đầu có cân bằng nhiệt là 17 o C. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K. Hãy tính nhiệt dung riêng của đồng. Bài 4: ( 4 đ ) Cho mạch điện như hình vẽ . Biết U = 120 V ; R 1 = 30 ( Ω ); R 2 = 50 ( Ω ) . Khi K mở, Ampe kế chỉ I = 6A. Tìm a. Cường độ dòng điện qua R 1 ; R 2 . b. Tìm R x và R AB c. Khi K đóng, tìm số chỉ của Ampe kế. 1 R K R 2 A x B + + • • - Bài 5: ( 3 đ ) U A Một bếp điện 220V – 800w dùng để đun 2 lít nước ở 20 0 c trong một ấm nhôm. Cho dòng điện qua ấm trong 10 phút. Tính a. Năng lượng điện bếp tiêu thụ ra jun ( J ) và kilooat giờ ( KWh ) b. Tìm nhiệt độ sau cùng của nước. Biết hao phí nhiệt độ ấm nhôm và tỏa nhiệt ra môi trường là 20% nhiệt lượng do bếp tỏa ra. Nguồn điện sử dụng 220V – Nhiệt dung riêng của nước là 4200J/Kg.K. Bài 6: ( 3 đ ) Cho bếp điện loại 220V – 1000W a. Tìm điện trở của bếp. b. Dây dẫn làm bằng Nikêlin có ζ = 1,1.10 6− mΩ ,đường kính thiết diện dây là d = 0,3mm. Tính chiều dài của dây. c. Bếp điện được mắc vào mạng điện có hiệu điện thế U = 220V không đổi. Tìm nhiệt lượng tỏa ra ở bếp trong 1 phút. Bỏ qua điện trở dây nối và nhiệt lượng tỏa ra môi trường HƯỚNG DẪN CHẤM THI MÔN VẬT LÝ LỚP 9 KỲ THI HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN NĂM HỌC 2009 - 2010 Câu 1. a. Nêu được biểu thức: Trong mạch mắc // thì I = I 1 + I 2 ( 0,5 điểm) Viết được biểu thức định luật Ôm cho từng điện trở ( 0,5 điểm) Suy ra được biểu thức R td = (0,5 điểm) b. Xác định đúng mỗi cặp lực từ được 0,5 điểm Chỉ ra cặp lực từ làm cho khung quay được 0,5 điểm. Câu 2: ( 3 đ ) Gọi s là chiều dài cả quãng đường. ( 0,25 đ ) Ta có: Thời gian đi hết nửa quãng đường đầu là : t 1 = s/2v 1 (1) ( 0,5 đ ) Thời gian đi hết nửa quãng đường sau là : t 2 = s/2v 2 (2) ( 0,5 đ ) Vận tốc trung bình trên cả quãng đường là : v tb = s/(t 1 + t 2 ) ( 0,25 đ ) = > t 1 + t 2 = s/v tb (3) ( 0,5 đ ) Từ (1), (2) và (3) => 1/v 1 + 1/v 2 = 2/v tb ( 0,5 đ ) Thế số tính được v 2 = 7,5(km/h) ( 0,5 đ ) (nếu ghi thiếu hoặc sai đơn vị của v 2 thì trừ 0,5 điểm) Câu 3: ( 4 đ ) Nhiệt lượng do miếng đồng tỏa ra : Q 1 = m 1 c 1 (t 1 – t) = 16,6c 1 (J) ( 0,75 đ ) Nhiệt lượng nước thu vào : Q 2 = m 2 c 2 (t – t 2 ) = 6199,2 (J) ( 0,75 đ ) Nhiệt lượng nhiệt lượng kế thu vào : Q 3 = m 3 c 1 (t – t 2 ) = 0,2c 1 (J) ( 0,75 ) Phương trình cân bằng nhiệt : Q 1 = Q 2 + Q 3 ( 0,5đ ) <=> 16,6c 1 = 6199,2 + 0,2c 1 ( 0,5 đ )  c 1 = 378 (J/kg.K) ( 0,75 đ )  (nếu ghi thiếu hoặc sai đơn vị của c 1 thì trừ 0,25 điểm) Câu 4: ( 4 đ ) a. Cường độ dòng điện qua R 1 : I 1 = 1 R U = 30 120 = 4 ( A ) ( 0,5 đ ) I 2 qua R 2 nối tiếp R x nên: I 2 = I - I 1 = 6 – 4 = 2 ( A ) ( 0,5 đ ) b. Điện trở Rx là: R x = 2 I U - R 2 = 2 120 - 50 =10 ( Ω ) ( 0,5 đ ) Điện trở tương đương qua R 2 và R X là R 2X = R 2 + R X = 50 + 10 = 60 ( Ω ) ( 0,5 đ ) Điện trở qua đoạn AB R AB = X X RR RR 2 1 21 + = 6030 60.30 + = 20 ( Ω ) ( 0,5 đ ) c. Khi K đóng dòng điện không qua R X ( 0,5 đ ) Điện trở qua AB là R AB = 21 21 RR RR + = 5030 50.30 + = 18,75 ( Ω ) ( 0,5 đ ) Cường độ dòng điện là I = AB R U = 75,18 120 = 6,4 ( A ) ( 0,5 đ ) Vậy số chỉ ủa Ampe kế A là 6,4 ( A ). Câu 5: ( 3 đ ) Ta có t 1 = 20 0 c; m = 2 lít = 2 kg; c = 4200J / kg. độ a. Nguồn sử dụng có hiệu điện thế bằng điện thế định mức của bếp điện nên công suất thực dùng bằng công suất định mức ℑ ( 0,25 đ ) Điện năng tiêu thụ của bếp A = ℑ . t = 800.10.60 = 480.000 ( J ) ( 0,5 đ ) A = 0,8. 60 10 = 0,133. . . ( KWh ) ( 0,25 đ ) b. Nhiệt lượng do nước tỏa ra trong thời gian đã cho. A = Q = 480.000 ( J ) ( 0,25 đ ) Theo đề bài đã cho,ta có Q’ = 0,8 Q = 0,8 x 480.000 = 384.000 ( J ) ( 0,25 đ ) Ta có công thức: Q’ = m.c ( t 2 – t 1 ) ( 0,25đ ) Ta suy ra t 2 = t 1 + cm Q . ' ( 0,25 đ ) = 20 0 c + 2.4200 000.384 ( 0,5 đ ) ` = 20 0 c + 45,7 0 c = 65.7 0 c ( 0,5 đ ) Câu 6: ( 3 đ ) a. Điện trở của bếp: R = P U 2 = 1000 220 2 = 48,4 Ω ( 0,5 đ ) b.Chiều dài của dây Ta có S = π R 2 = π 4 2 d ( 0,25 đ ) Mà R = ξ s l ( 0,25 đ ) Ta suy ra l = ξ RS = ξ π 4 2 d .R ( 0,5 đ ) l = 6 23 10.1,1.4 )10.3,0.(14.3 − − . 48,4 = 3,109m ( 0,5 đ ) c. Nhiệt lượng tỏa ra của bếp trong thời gian 1 phút là: Q = I 2 R t = R U 2 .t ( 0,5 đ ) = P. t = 1000.60 = 60.000 J = 60 KJ ( 0,5 đ ) Ghi chú: Học sinh có cách giải khác đúng vẫn cho điểm tối đa. . UBND HUYỆN BẠCH THÔNG KỲ THI HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN PHÒNG GIÁO DỤC ĐÀO TẠO LỚP 9 THCS NĂM HỌC 20 09 – 2010 Môn thi: Vật Lý Thời gian: 150 phút ( không kể thời gian phát đề ) Câu 1.(3. điện trở dây nối và nhiệt lượng tỏa ra môi trường HƯỚNG DẪN CHẤM THI MÔN VẬT LÝ LỚP 9 KỲ THI HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN NĂM HỌC 20 09 - 2010 Câu 1. a. Nêu được biểu thức: Trong mạch mắc // thì I =. 6 199 ,2 (J) ( 0,75 đ ) Nhiệt lượng nhiệt lượng kế thu vào : Q 3 = m 3 c 1 (t – t 2 ) = 0,2c 1 (J) ( 0,75 ) Phương trình cân bằng nhiệt : Q 1 = Q 2 + Q 3 ( 0,5đ ) <=> 16,6c 1 = 6 199 ,2