Đề thi đề xuất cho học sinh giỏi - Môn thi: Vật Lí 9

ĐỀ THI ĐỀ XUẤT
Kỳ thi: HSG
Môn thi: Vật Lí 9 	; Thời gian làm bài: 150 phút
Họ và tên: Nguyễn Đức Viễn 	; Chức vụ: Giáo viên
Đơn vị: Trường THCS Chân Lý
A
B
Rx
R2
R1
BÀI I ( 7 điểm )
 1. Cho mạch điện như hình vẽ: UAB không đổi bằng 12V; R1 = 6. Thay đổi Rx thì công suất toả nhiệt trên Rx đạt giá trị cực đại là Px max = 4W. 
Tính giá trị của R2.
 2. Hình ADBC được tạo bởi một dây dẫn đồng chất tiết diện đều là s và điện trở suất là. Tìm điện trở giữa A và B, giữa C và D. Biết AD = BC = a; AC = BD = b.
C
B
A
D
BÀI II ( 5 điểm )
 Một nguồn điện có công suất không đổi là12 KW dùng để thắp sáng một bộ bóng đèn. Điện trở dây nối từ nguồn đến bộ bóng đèn bằng 6. Bộ bóng đèn gồm nhiều bóng loại 120V – 50W mắc song song với nhau.
Số bóng đèn được phép thay đổi trong phạm vi nào để công suất của nó sai khác công suất định mức không quá 4%.
Khi số bóng đèn thay đổi trong phạm vi đó thì hiệu điện thế của nguồn thay đổi
trong phạm vi nào? ( Công suất của nguồn không thay đổi )
BÀI III ( 5 điểm )
 Hai điểm sáng S1 và S2 nằm trên trục chính và ở hai bên thấu kính cách thấu kính lần lượt là 6cm và 12cm. Khi đó ảnh của S1 và S2 tạo bởi thấu kính là trùng nhau. Vẽ hình giải thích sự tạo ảnh trên và từ hình vẽ hãy tính tiêu cự của thấu kính.
BÀI IV ( 3 điểm )
Một hộp kín chứa nguồn điện có hiệu điện thế U không đổi được mắc nối tiếp với điện trở R0 ( hình 2) . Trình bày cách xác định giá trị U và R0 với các dụng cụ gồm một vôn kế, một ampe kế không lý tưởng, một biến trở và các dây nối. Không được mở hộp và không được mắc trực tiếp hai đầu ampe kế vào A, B.
U
R0
K
A
B
Hình 2
--------------- Hết -----------------
HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI ĐỀ XUẤT
Kỳ thi: HSG
Môn thi: Vật Lí 9 	; Thời gian làm bài: 150 phút
Họ và tên: Nguyễn Đức Viễn 	; Chức vụ: Giáo viên
Đơn vị: Trường THCS Chân Lý
BÀI
NỘI DUNG KIẾN THỨC CẦN TRÌNH BÀY
ĐIỂM
Bài I
(7đ)
Câu 1: (2điểm)
RAB=R1+= 6 + 
0,25đ
IAB = 
0,25đ
Ix = IAB .= 
0,25đ
Px = Ix2.Rx = (*)
0,25đ
Biến đổi để tìm được giá trị của Rx để Px max 
Px = 
0,5đ
Áp dụng bất đẳng thức Cosi ta xác định được Px max khi và chỉ khi Rx = 
0,25đ
Thay gia trị của Rx vào (*), cho Px max = 4w. Tính được giá trị của R2 = 12
0,25đ
Câu 2: (5điểm)
Ý 1: Tính AB (1,75đ) 
Gọi điện trở của đoạn AD và BC là Ra 
Ta có: Ra = .
0,25đ
Gọi điện trở của đoạn BD và AC là Rb 
Ta có: Rb = . 
0,25đ
Gọi điện trở của đoạn AB Rc 
Ta có: Rb = .
0,25đ
Vậy điện trở toàn mạch AB là:
RAB= (*)
0,5đ
Thay giá trị của Ra, Rb, Rc ở trên vào (*) ta được: 
RAB=
0,5đ
Ý 2: Tính RCD (3,25 đ)
Ta có chiều dòng điện qua các đoạn mạch như hình vẽ:
+
i1
B
 Ÿ
i1+i2
D
i1+i2
i2
C
A
-
i1
 Ÿ
0,5đ
Ta có :
UDC = UDB+UBC =i1Rb +(i1+i2)Ra (1)
0,25đ
Lại có:
UDC = UDA+UAB+UBC =i1Rb2(i1+i2)Ra + i2Rc (2) 
0,25đ
Từ (1) và (2) 
Suy ra i1= 
0,5đ
 i2= 
0,5đ
Vậy Im =(i1+i2) + i1 = 2i1+ i2
0,25đ
0,25đ
Thay giá trị có:
0,5đ
Thay giá trị của Ra, Rb, Rc vào ta được:
0,25đ
Bài II
(5đ)
Gọi n là số đèn có thể mắc để công suất của đèn sai khác với công suất định mức không quá 4% (n)
0,25đ
Điện trở bóng đèn là:
 RĐ = 
0,25đ
Gọi P là công suất của nguồn thì 
P =I2R + PB (PB công suất bộ bóng đèn)
0.25đ
P = (n.IĐM)2.R+P1.n (P1 là công suất thực tế của đèn)
0.25đ
 (*)
0.25đ
* Trường hợp 1: P1<PĐM là 4%
 à P1 = 0,96 PĐM = 48w
0.25đ
Thay P1 vào (*) 
Ta có: 
Giải phương trình bậc 2 ẩn n ta được n1=88 (thoả mãn)
 n2=-136 (loại)
0,5đ
*/ Trường hợp 2: P1 > PĐM là 4%
P1= 1,04 PĐM =52w
0,25đ
Thay vào (*)
Giải ra ta được n1 = 84 (thoả mãn)
 n2 = -131 (loại)
0.5đ
Vậy 84 ≤ n ≤ 88 hay số bóng đèn thay đổi từ 84 đến 88 bóng thì công suất thực tế sai khác không quá 4% công suất định mức. 
0.25đ
b, Khi n tăng thì RB = giảm 
0.25đ
à Rm = (RB+R) giảm à U =giảm do P không đổi
0.25đ
Vậy số đèn tăng từ 84 lên 88 thì U giảm
0.25đ
+ Với n = 84 thì Rm = + R = 
336,37V
0.5đ
+ Với n = 88 thì Rm =
 U = 333,57V
0.5đ
KL: Vậy số đèn tăng từ 84 lên 88 thì HĐT của nguồn giảm từ 336,37 V xuống 333,58 V
0.25đ
Bài III (5đ)
Vẽ ảnh của S1 và S2 tạo bởi thấu kính
N
I
M
S1
O
F’
S2
F
S
1.0đ
*/ Hai ảnh của S1 và S 2 tạo bởi thấu kính trùng nhau nên phải có một ảnh là ảnh thật và một ảnh là ảnh ảo.
0.5đ
à thấu kính đã cho là thấu kính hội tụ
0.25đ
Vì S1O < S2O à S1 nằm trong khoảng tiêu cự à ảnh ảo
 S2 nằm ngoài khoảng tiêu cự à ảnh thật
0.25đ
*/ Tính tiêu cự
Gọi S là ảnh của S1, S2 qua thấu kính
S1I // ON 
0.5đ
OI // NF’ à 
0.5đ
 (1)
0.25đ
f.SO = 6(SO + f) (2)
0.25đ
Vì S2I // OM nên ta có:
(3)
0.5đ
0,25đ
Từ (2) và (3) 6 (SO+f ) = 12 (SO-f )
0.25đ
 3f = SO thay vào (1)
0.25đ
Vậy tiêu cự của thấu kính bằng 8cm
0.25đ
Bài IV 
3.0đ
- Mắc mạch như hình 1: điều chỉnh biến trở ở một giá trị nào đó đọc giá trị U1, I1 của vôn kế và ampe kế
A
Rb
C
A
B
Hình 1
V
- Vẽ hình:
0.25
0.25
Điện trở của ampe kế : 
0.25
- Mắc mạch như hình 2: điều chỉnh biến trở ở một giá trị nào đó đọc giá trị U2, I2 của vôn kế và ampe kế
A
Rb
C
A
B
Hình 2
V
- Vẽ hình
0.25
0.25
 U= U2 + I2(Ra + R0) ( 1 )
0.25
- Tiếp tục điều chỉnh biến trở ở một giá trị nào đó đọc giá trị U3, I3 của vôn kế và ampe kế
0.25
 U= U3 + I3(Ra + R0) ( 2 )
0.25
Từ (1) và (2) U2 + I2(Ra + R0) = U3 + I3(Ra + R0)
0.25
0.5
0.25
Chú ý: 
Học sinh làm cách khác nếu đúng chấm điểm tương đương
Điểm toàn bài không làm tròn
Sai hoặc thiếu đơn vị ở kết quả trừ 1 lần 0,25đ. Sai hoặc thiếu đơn vị ở kết quả từ hai lần trở lên trừ tối đa 0,5đ.