Đề thi học sinh giỏi vật lí lớp 9 tỉnh hải dương (kèm đáp án) đề 6

sở giáo dục và Đào tạo
Hải dơng

( đề số 2 )
kì thi chọn học sinh giỏi lớp 9 thcs
Môn thi : Vật lý - Mã số
Thời gian làm bài : 150 phút, không kể thời gian giao đề
( Đề thi gồm 01 trang )
Câu 1 ( 2,0 điểm )
Hãy tính thể tích V, khối lợng m, khối lợng riêng D của một vật rắn, biết rằng khi
thả nó vào một bình đựng đầy nớc thì khối lợng của cả bình tăng thêm là m
1
=
75g, còn khi thả nó vào một bình đựng đầy dầu thì khối lợng của cả bình tăng thêm
là m
2
= 105g ( trong cả hai trờng hợp vật đều chìm hoàn toàn ).
Cho khối lợng riêng của nớc là D
1
= 1g/cm
3
, của dầu là D
2
= 0,9g/cm
3
.
Câu 2 ( 1,5 điểm )
Có một cốc, một phích nớc nóng, một nhiệt kế. Ban đầu cả cốc và nhiệt kế có nhiệt
độ 25
0
C. Ngời ta rót nớc nóng ở phích vào đầy cốc và thả nhiệt kế vào cốc thì nó chỉ

60
0
C. Sau đó ngời ta đổ nớc ở cốc đi và rót ngay nớc nóng mới đầy cốc thì khi thả
nhiệt kế vào cốc nó chỉ 75
0
C. Biết thời gian từ lúc rót nớc đến khi đọc kết quả là
không đáng kể và coi quá trình truyền nhiệt chỉ xảy ra giữa cốc và nớc. Hỏi nhiệt độ
của nớc nóng trong phích là bao nhiêu?
Câu 3 ( 2,5 điểm )
Cho mạch điện nh hình 1. Ampe kế có điện trở
không đáng kể. Hiệu điện thế giữa hai đầu của mạch
là U
AB
= 12V không đổi. Khi cả K
1
và K
2
đều mở thì
ampe kế chỉ 1A. Khi chỉ K
1
đóng thì ampe kế chỉ 2A.
Khi chỉ K
2
đóng thì ampe kế chỉ 6A. Hỏi khi cả hai
khoá K
1
và K
2
đều đóng thì ampe kế chỉ bao nhiêu?
Hình 1

Câu 4 ( 2,0 điểm )
Cho mạch điện nh hình 2.
Biết ampe kế A
1
chỉ I
1
= 2A .
Hỏi ampe kế A
2
chỉ bao nhiêu ?
Bỏ qua điện trở của các ampe kế và dây nối

Hình 2
Câu 5 ( 2,0 điểm )
Đặt một vật AB vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ, A nằm trên trục
chính, ta thu đợc một ảnh thật lớn gấp 2 lần vật. Sau đó giữ nguyên vị trí vật AB và
dịch chuyển thấu kính dọc theo trục chính theo chiều ra xa vật một đoạn 15cm, thì
thấy ảnh của nó cũng dịch chuyển đi một đoạn 15cm so với vị trí ban đầu. Tính
khoảng cách từ vật AB tới thấu kính trớc khi dịch chuyển và tiêu cự của thấu kính.
hết
A
1
A
2
R
3R
R
B
D
R

C
A
A
R
3
R
1
R
2
K
1
K
2
B
A
Biểu điểm và đáp án
đề thi chọn học sinh giỏi môn vật lý lớp 9
( đề số 2 )
câu nội dung điểm
Câu 1
( 2,0đ )
Gọi khối lợng của bình đựng đầy nớc lúc đầu cha thả vật vào là M
1
, còn lúc
thả vật vào là M
1
.
Gọi khối lợng nớc tràn ra khi thả vật vào bình đựng đầy nớc là m
n

Ta có:
M
1
+ m = M
1
+ m
n

=> m

= M
1
M
1
+ m
n

=> m

= m
1
+ D
1
V ( 1 )
Tơng tự đối với trờng hợp thả vật vào bình đầy dầu ta có:
M
2
+ m

= M

2
+ m
d

=> m

= M
2
M
2
+ m
d
=> m

= m
2
+ D
2
V ( 2 )
Từ ( 1 ) và ( 2 ) ta đợc :
m
1
+ D
1
V = m
2
+ D
2
V => V(
D

1
D
2
) = m
2
m
1

=>
)(300
9,01
75105
3
21
12
cm
DD
mm
V =


=


=
( 3 )
Thay ( 3 ) vào ( 1 ) ta đợc :
m = 75 + 1. 300 = 375 ( g ) Khối lợng
riêng của vật rắn là :

)/(25,1
300
375
3
cmg
V
m
D ===

0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
Câu 2
( 1,5đ )
Câu 2
( 1,5đ )

Gọi nhiệt dung của lợng nớc nóng ở phích đổ đầy cốc là q
1
, nhiệt dung của
cốc là q
2
.
* Khi rót nớc nóng ở phích vào đầy cốc lần đầu, ta có phơng trình cân bằng
nhiệt:

q
1
( t
1
- 60 ) = q
2
( 60 - 25 )
( t
1
là nhiệt độ của ban đầu của nớc nóng ở phích rót ra )
=> q
1
( t
1
- 60 ) = 35q
2
( 1 )
* Khi đổ nớc ở cốc đi và rót ngay nớc nóng mới ở phích vào đầy cốc lần thứ
2, ta có phơng trình cân bằng nhiệt :
q
1
( t
1
- 75 ) = q
2
( 75 - 60 )
=> q
1
( t
1

- 75 ) = 15q
2
( 2 )
Chia từng vế của ( 1 ) cho ( 2 ) ta đợc :
15
35
75
60
1
1
=


t
t
=>
3
7
75
60
1
1
=


t
t
=> 7( t
1
- 75 ) = 3( t

1
- 60 )
=> 4t
1
= 345
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
=> t
1
= 86,25 (
0
C )
Vậy nhiệt độ của nớc nóng trong phích là 86,25
0
C
Câu 3
( 2,5đ )
* Khi cả 2 khoá K
1
và K
2
đều mở, mạch điện
gồm: R
1
nt R
2

nt R
3

Ampe kế chỉ 1A nên cờng độ dòng điện
chạy trong mạch là : I
1
= 1A
Điện trở tơng đơng của mạch là:
R
AB
=
)(12
1
12
1
==
I
U
AB
* Khi chỉ khoá K
1
đóng, đoạn mạch chứa R
1
và R
2
bị nối tắt nên không có
dòng điện chạy qua R
1
, R
2

. Mạch điện chỉ còn điện trở R
3

Ampe kế chỉ 2A nên cờng độ dòng điện chạy trong mạch là: I
2
= 2A
Giá trị của điện trở R
3
là:
R
3
=
)(6
2
12
2
==
I
U
AB
* Khi chỉ khoá K
2
đóng, đoạn mạch chứa R
2
và R
3
bị nối tắt nên không có
dòng điện chạy qua R
2
, R

3
. Mạch điện chỉ còn điện trở R
1
.
Ampe kế chỉ 6A nên cờng độ dòng điện chạy trong mạch là: I
3
= 6A
Giá trị của điện trở R
1
là:
R
1
=
)(2
6
12
3
==
I
U
AB
* Khi cả hai khoá K
1
và K
2
cùng đóng, mạch điện gồm: R
1
// R
2
// R

3
Ta có:

321
111
'
1
RRRR
AB
++=

=>
12
11
6
1
4
1
2
1
'
1
=++=
AB
R
=> R'
AB
=
11
12

( )
Số chỉ của am pe kế khi cả hai khoá K
1
và K
2
cùng đóng là:
I
4
=
)(11
11
12
12
'
A
R
U
AB
AB
==

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

0,25
A
R
3
R
1
R
2
K
1
K
2
B
A

Câu 4
( 2,0đ )
Ký hiệu dòng điện chạy trong mạch nh hình vẽ .
Xét cờng độ dòng điện tại nút A, ta có:
I = I
1
+ I
3
( 1 )
Xét cờng độ dòng điện tại nút B, ta có:
I = I
2
+ I
4
( 2 )

Từ ( 1 ) và ( 2 ) ta suy ra:
I
1
+ I
3
= I
2
+ I
4
( 3 )
Ta có : U
AB
= U
AC
+ U
CB
= I
3
R + I
2
R = R( I
2
+ I
3
) ( 4 )
Và : U
AB
= U
AD
+ U

DB
= I
1
.3R + I
4
R = R( 3I
1
+ I
4
) ( 5 )
Từ ( 4 ) và ( 5 ) => I
2
+ I
3
= 3I
1
+ I
4
( 6 )
Trừ từng vế của ( 6 ) cho ( 3 ) ta đợc :
I
2
I
1
= 3I
1
I
2

=> 4I

1
= 2I
2

=> I
2
= 2I
1
= 2.2 = 4( A )
Vậy ampe kế A
2
chỉ 4A. Ta tìm đợc số chỉ của ampe kế A
2
mà không cần
biết giá trị của điện trở nối từ C đến D.
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
Câu 5
( 2,0đ )
Lúc đầu trớc khi dịch chuyển thấu kính ( hình 1 )
Do AO
1
B A
1

O
1
B
1
nên ta có :
2
'
1
1
1
1111
===
d
d
AO
AO
AB
BA
( 1 )
Do O
1
IF A
1
B
1
F nên ta có :
f
fd
OF
FOAO

OF
FA
OI
BA
=

==
'
'
'
'
'
1111111

Do OI = AB =>
f
fd
AB
BA
=
'
111
( 2 ) Hình 1
Từ ( 1 ) và ( 2 ) ta đợc :
f
fd
d
d
=
''

1
1
1
=>
fdddfd
1111
'' =
Chia cả hai vế cho d
1
.d
1
.f ta đợc :
'
111
11
dfd
=
=>
'
111
11
ddf
+=
( 3 )
Từ ( 1 ) => d
1
= 2d
1
, thay vào ( 3 ) ta đợc :
11

2
111
ddf
+=
( 4 )
Do lúc đầu thấu kính đã cho ảnh thật nên khi dịch chuyển thấu kính ra xa
vật thêm 15cm thì ta vẫn thu đợc ảnh thật ( hình 2 ) .
Khoảng cách từ vật tới thấu kính sau khi dịch chuyển là :
d
2
= d
1
+ 15
Khoảng cách từ ảnh tới thấu kính sau khi dịch chuyển là :
d
2
= d
1
15 15 = 2d
1
30
áp dụng công thức ( 3 ) cho thấu kính sau khi dịch chuyển ta đợc :
'
111
22
ddf
+=
=>
302
1

15
11
11

+
+
=
ddf
( 5 )
Từ ( 4 ) và ( 5 ) ta đợc :
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
A
1
A
2
R
3R
R
B
I
4
D
R
I
2

C
A
I
3
I
1
I
A
1
A
B
O
1
B
1
d
1
d'
1
f
O
2
A
2
B
2
d
2
d'
2

15cm
15cm
F'
A
1
A
B
O
1
I
B
1
d
1
d'
1
f
F
F'
11
2
11
dd
+
=
302
1
15
1
11

+
+ dd
Giải phơng trình trên ta đợc : d
1
= 45( cm )
=> d
1
= 2d
1
= 2. 45 = 90 ( cm ) Hình 2
Thay d
1
= 45( cm ) , d
1
= 90 ( cm ) vào ( 3 ) ta đợc :
30
1
90
1
45
11
=+=
f
=> f = 30 ( cm )
Vậy khoảng cách từ vật tới thấu kính trớc khi dịch chuyển là 45cm và tiêu cự
của thấu kính là 30cm.

0,25
0,25

Hết