Đề khảo sát chọn học sinh giỏi môn Vật lý Lớp 9 - Năm học 2018-2019 - Phòng GD&ĐT Đông Hưng (Có đáp án)

Nội dung text: Đề khảo sát chọn học sinh giỏi môn Vật lý Lớp 9 - Năm học 2018-2019 - Phòng GD&ĐT Đông Hưng (Có đáp án)

1. UBND HUYỆN ĐÔNG HƯNG ĐỀ KHẢO SÁT CHỌN NGUỒN HỌC SINH GIỎI PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NĂM HỌC 2018 – 2019 Môn: Vật lý 9 ĐỀ CHÍNH THỨC (Thời gian làm bài 120 phút) Bài 1: (4 điểm) Một máy biến thế cuộn sơ cấp có n 1= 4400 vòng dây, đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp hiệu điện thế xoay chiều là U1 = 220V. a. Muốn hiệu điện thế lấy ra ở hai đầu cuộn thứ cấp là U 2 = 3V, U3= 6V, U4 = 110V thì số vòng của cuộn thứ cấp tương ứng là bao nhiêu? b. Cho biết cường độ dòng điện ở cuộn sơ cấp là I1 = 0,05A. Hiệu suất của máy biến thế là 100%. Hãy tính công suất lấy ra ở cuộn thứ cấp của máy. Bài 2: (3 điểm) Cho hai loại điện trở: loại 1 có điện trở R 1 = 2Ω, loại 2 có điện trở là R 2 = 5Ω. Hỏi phải sử dụng mỗi loại bao nhiêu cái để ghép chúng thành mạch nối tiếp có điện trở tương đương là 30Ω. Bài 3: (3 điểm) Sau khi làm thí nghiệm khảo sát sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn một bạn học sinh đã có kết quả như bảng sau: Lần 1 2 3 4 5 U(V) 0 3 6 9 12 I(A) 0 0,3 0,58 0,9 1,21 a. Tính điện trở của dây dẫn ở mỗi lần thí nghiệm, điện trở trung bình của dây dẫn đó. b. Vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn theo bảng kết quả trên. (trục hoành là OU, trục tung là OI). Bài 4: (3 điểm) Một bếp điện mắc vào nguồn có hiệu điện thế U = 110V (không đổi) thì cường độ dòng điện qua bếp là I = 4A. a. Tính điện trở của bếp. b. Tính công suất của bếp và nhiệt lượng bếp tỏa ra trong thời gian 30 phút. c. Nếu dây điện trở của bếp được cắt ngắn đi một nửa và mắc vào nguồn trên thì công suất của bếp là bao nhiêu? d. Nếu dây điện trở của bếp được cắt làm đôi rồi chập lại ở hai đầu (mắc song song) mà vẫn mắc vào nguồn trên thì công suất của bếp là bao nhiêu? Bài 5: (3 điểm) Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 12cm. Vật sáng AB = 2cm được đặt vuông góc với trục chính của thấu kính, điểm A nằm trên trục chính, cách thấu kính 18cm. a. Vẽ ảnh A’B’của AB tạo bởi thấu kính. 1 1 1 b. Chứng minh hệ thức: + = với OA = d, OA’ = d’, OF = OF’ = f. ′ c. Khi dịch chuyển vật AB ra xa thấu kính thêm 18cm nữa thì ta thu được ảnh thật hay ảnh ảo. Tính khoảng cách từ ảnh đến thấu kính và chiều cao của ảnh. Bài 6: (4 điểm) C Cho mạch điện (như hình 1) R1 = R3 = R4 = 8Ω; R1 R2 R2 = 4Ω nguồn có hiệu điện thế không đổi là U = 12V. R a. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB và cường 3 độ dòng điện trong mạch chính. A D B b. Nếu mắc thêm vào hai điểm A, D của mạch một vôn kế R4 có điện trở vô cùng lớn thì số chỉ của vôn kế là bao nhiêu? c. Nếu mắc thêm vào hai điểm A, D của mạch một ampe kế + - U có điện trở rất nhỏ thì số chỉ của ampe kế là bao nhiêu? Hình 1 Họ và tên học sinh: SBD: Phòng :
2. Đáp án –Biểu điểm Bài 1: (4 điểm) Một máy biến thế cuộn sơ cấp có n 1= 4400 vòng dây, đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp hiệu điện thế xoay chiều là U1 = 220V. a. Muốn hiệu điện thế lấy ra ở hai đầu cuộn thứ cấp là U 2 = 3V, U3= 6V, U4 = 110V thì số vòng của cuộn thứ cấp tương ứng là bao nhiêu? b. Cho biết cường độ dòng điện ở cuộn sơ cấp là I 1 = 0,05A. Hiệu suất của máy biến thế là 100%. Hãy tính công suất lấy ra ở cuộn thứ cấp của máy. Bài1 (4 Nội dung Điểm điểm) a Áp dụng công thức công thức của máy biến thế (3 - Với U2=3V 푈1 푛1 푈2 điểm) = => 푛 = .푛 = 60 vòng 1đ 푈2 푛2 2 푈1 1 - Với U3=6V 푈1 푛1 푈3 = => 푛 = .푛 = 120 vòng 1đ 푈3 푛3 3 푈1 1 - Với U4=110V 푈1 푛1 푈4 1đ = => 푛 = .푛 = 2200 vòng 푈4 푛4 4 푈1 1 Vậy số vòng cuộn thứ cấp là: 60 vòng, 120 vòng và 2200 vòng. b Vì hiệu suất của máy là 100% nên công suất đầu vào bằng công suất (1 đầu ra của máy biến thế Pvào= Pra = U1.I1= 0,05.220 =11W. 1đ điểm) Vậy công suất đầu ra là 11W. Bài 2: (3 điểm) Cho hai loại điện trở: loại 1 có điện trở R1 = 2Ω, loại 2 có điện trở là R2 = 5Ω. Hỏi phải sử dụng mỗi loại bao nhiêu cái để ghép chúng thành mạch nối tiếp có điện trở tương đương là 30Ω. Bài2 Nội dung Điểm (3điểm) Gọi số điện trở loại 2Ω là x (cái) x ∈ , số điện trở loại 5Ω là y (cái) y ∈ 0,5đ Vì các điện trở mắc nối tiếp nên điện trở tương đương là: Rtđ= x.R1 +y.R2 => 2x +5y = 30 0,5đ Do x, y là số tự nhiên => 5y ≤ 30 => ≤ 6 mà 2x là số chẵn, 30 là số 0,5đ chẵn nên y chẵn =>y ∈ {0;2;4;6} 0,25đ - Với y = 0 => x = 15 - Với y = 2 => x = 10 0,25đ - Với y = 4 => x = 5 0,25đ - Với y = 6 => x = 0 0,25đ Vậy có 4 cách ghép là : 0,25đ 15 điện trở loại 2Ω và 0 điện trở 5Ω ; 10 điện trở loại 2Ω và 2 điện trở 5Ω ; 5 điện trở loại 2Ω và 4 điện trở 5Ω ; 0 điện trở loại 2Ω và 6 điện trở 0,25đ 5Ω. Bài 3: (3 điểm) Sau khi làm thí nghiệm khảo sát sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện
3. thế giữa hai đầu dây dẫn một bạn học sinh đã có kết quả như bảng sau: Lần 1 2 3 4 5 U (V) 0 3 6 9 12 I (A) 0 0,3 0,58 0,9 1,21 a, Tính điện trở của dây dẫn ở mỗi lần thí nghiệm, điện trở trung bình của dây dẫn đó. b, Vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn theo bảng kết quả trên. (trục hoành là OU, trục tung là OI). Bài3 Nội dung Điểm (3 điểm) a (2 điểm) U(V) 0 3 6 9 12 I(A) 0 0,3 0,58 0,9 1,21 1,5đ R(Ω) 10 10,3 10 9,9 10 10,3 10 9,9 Điện trở trung bình của dây dẫnRtb= 4 = 10,05(Ω) 0,5đ b Vẽ được đồ thị đúng 1đ (1 điểm) Bài 4: (3 điểm) Một bếp điện mắc vào nguồn có hiệu điện thế U = 110V (không đổi) thì cường độ dòng điện qua bếp là I = 4A. a. Tính điện trở của bếp. b. Tính công suất của bếp và nhiệt lượng bếp tỏa ra trong thời gian 30 phút. c. Nếu dây điện trở của bếp được cắt ngắn đi một nửa và mắc vào nguồn trên thì công suất của bếp là bao nhiêu? d. Nếu dây điện trở của bếp được cắt làm đôi rồi chập lại ở hai đầu (mắc song song) mà vẫn mắc vào nguồn trên thì công suất của bếp là bao nhiêu? Bài 4 Nội dung Điểm (3 điểm) 푈 110 1đ a Điện trở của bếp R= = 4 = 27,5(Ω) (1 điểm) Vậy điện trở của bếp là 27,5(Ω) Công suất của bếp là P =U.I= 110.4=440 (W) 0,25đ b Nhiệt lượng bếp tỏa ra trong 30 phút = 1800s là (1 điểm) Q =I2Rt= 42.27,5.1800=792000 (J) 0,5đ Vậy công suất của bếp là 440W, nhiệt lượng bếp tỏa ra trong 30 phút là 792000J 0,25đ 푈2 Khi cắt dây điện trở đi một nửa thì điện trở của dây giảm đi một nửa mà P = c 푅 (0,5điểm) Nên công suất tăng lên gấp đôi P’=2P= 880W. 0,25đ Vậy P’ =880W. 0,25đ Khi cắt đôi dây điện trở và mắc song song thì điện trở của dây giảm đi bốn lần 푈2 0,25đ d mà nên công suất tăng lên gấp bốn lần ’’ 1760W. (0,5điểm) P = 푅 P = Vậy P’’ =1760W. 0,25đ Bài 5: (3 điểm) Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 12cm. Vật sáng AB = 2cm được đặt vuông góc với trục
4. chính của thấu kính, điểm A nằm trên trục chính, cách thấu kính 18cm. a. Vẽ ảnh A’B’của AB tạo bởi thấu kính. 1 1 1 b. Chứng minh hệ thức: + = với OA = d, OA’ = d’, OF = OF’ = f. ′ c. Khi dịch chuyển vật AB ra xa thấu kính thêm 18cm nữa thì ta thu được ảnh thật hay ảnh ảo. Tính khoảng cách từ ảnh đến thấu kính và chiều cao của ảnh. Bài5 Nội dung Điểm (3điểm) Vẽ hình đúng, đủ các kí hiệu B C ∆ F’ A’ a A F O (1điểm) B’ 1đ 1 1 1 Chứng minh được + = ′ ′ ′ 퐹′ ′ ′ ′ ′ Do A’B’//OC => = => = - 1 0,25đ b 퐹′ 퐹′ ′ ′ ′ 0,25đ (1điểm) Do A’B’//AB => = 0,25đ ′ 1 1 1 1 1 1 => ′ = - 1 => + = hay + = 퐹′ ′ 퐹 ′ 0,25đ 1 1 1 Vận dụng + = tính được khoảng cách d2’= 18cm ′ c 2′ ℎ′ (1điểm) Mà = => h’=1cm 1đ 2 ℎ Vậy ảnh cao 1cm, cách thấu kính 18cm. Bài 6: (4 điểm) C Cho mạch điện (như hình 1) R1 = R3 = R4 = 8Ω; R2 = 4Ω nguồn có hiệu điện thế không đổi là U = 12V. R1 R2 a. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB và cường R3 độ dòng điện trong mạch chính. b. Nếu mắc thêm vào hai điểm A, D của mạch một vôn kế A D B có điện trở vô cùng lớn thì số chỉ của vôn kế là bao nhiêu? R4 c. Nếu mắc thêm vào hai điểm A, D của mạch một ampe kế có điện trở rất nhỏ thì số chỉ của ampe kế là bao nhiêu? + - U Hình 1 Bài6 Nội dung Điểm (4điểm) Mạch gồm R1nt[(R3ntR4)//R2] Điện trở tương đương đoạn R3ntR4 là: R34= 16 (Ω) 0,25đ Điện trở tương đương đoạn (R3ntR4)//R2 là: R234=3,2 (Ω) a (1điểm) Điện trở tương đương đoạn AB là: RAB= 8+3,2 = 11,2(Ω) 0,25đ 푈 12 15 Cường độ mạch chính là : I = C 푅 = 11,2 = 14 15 0,25đ Vậy điện trở của mạch là 11,2(Ω); Cường độ mạch chính là 14 0,25đ Khi măc thêm vôn kế vào hai điểm A, D mạch vẫn là R1nt[(R3ntR4)//R2] 15 60 Hiệu điện thế hai đầu AC là : U = I .R = 0,25đ AC C 1 14.8 = 7 ( ) 60 24 12 b Hiệu điện thế hai đầu CB là : UCB= 12- 7 = 7 ( ) => 푈 = 7 ( ) 0,25đ (1điểm) 60 12 72 Số chỉ của vôn kế là: UAD= 7 + 7 = 7 ( ) 72 0,25đ Vậy vôn kế chỉ 7 ( ) ≈ 10,29 0,25đ Khi mắc am pe kế mạch điện gồm R //[(R //R ) nt R ], am pe kế đo cường độ qua R 0,25đ c 4 1 3 2 3 (2điểm) và R4. Điện trở tương đương đoạn R1 // R3 là: R13= 4 (Ω) 0,25đ
5. Điện trở tương đương đoạn (R1 // R3) nt R2 là: R123 = 4+4=8 (Ω) Điện trở tương đương đoạn AB là: RAB= 4 (Ω) 0,25đ 푈 12 0,25đ Cường độ dòng điện mạch chính là : IC = 푅 = 4 = 3 ( ) 12 0,25đ Cường độ dòng điện qua đoạn (R1 // R3) nt R2 là: I123= 8 = 1,5 ( ) 0,25đ Cường độ dòng điện qua đoạn (R1 // R3) là: I1 = I123/2= 0,75 (A) 0,25đ Số chỉ am pe kế là: IA = Ic- I1 = 3-0,75 = 2,25 (A) Vậy ampe kế chỉ 2,25A 0,25đ * Luu ý - Phần đáp án trên đây chỉ là một cách giải học sinh có thể giải cách khác nếu đúng vẫn cho điểm. - Khi Hs trình bày bài phải có đủ các bước: +Lời giải + Công thức vật lý + Thay số + Tính toán + Trả lời Nếu không có công thức trừ nửa số điểm. Thiếu lời giải trừ một phần tư số điểm. - Không có đơn vị trừ 0,25 điểm, bài cho đơn vị chưa phù hợp buộc phải đổi mới cho điểm, toàn bài không có đơn vị trừ 0,5 điểm. - Điểm của bài kiểm tra là tổng số điểm của các bài làm được. - Không làm tròn điểm của bài kiểm tra.