đề thi học sinh giỏi vật lí lớp 9 tỉnh hải dương (kèm đáp án) đề 26

Sở giáo dục và đào
tạo
Hải Dơng
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 (2đ)
Một cốc nhựa hình trụ thành mỏng có đáy dày 1cm. Nếu thả cốc
này trong một bình nớc lớn thì cốc nổi ở vị trí thẳng đứng và chìm 3cm
trong nớc. Nếu đổ vào cốc một chất lỏng cha biết có độ cao 3cm thì
cốc chìm trong nớc 5cm. Hỏi phải đổ thêm vào cốc bao nhiêu chất
lỏng nói trên để mức chất lỏng trong cốc ngang bằng mức nớc ngoài
cốc?
Câu 2: (2đ)
Dùng một ca múc nớc ở thùng chứa nớc A có nhiệt độ t
A
= 20
0
C
và thùng chứa nớc B có nhiệt độ t
B
= 80
0
C rồi đổ vào thùng chứa nớc
C. Biết thùng chứa nớc C đã có sẵn một lợng nớc ở t
C
= 40

0
C và bằng
tổng số ca nớc vừa đổ thêm. Tính số ca nớc phải múc ở thùng A và
thùng B đổ vào thùng C để nhiệt độ nớc ở thùng C là 50
0
C. Bỏ qua sự
trao đổi nhiệt với môi trờng, bình chứa và ca múc nớc.
Câu 3 (2đ)
Cho mạch điện nh hình vẽ:
Trong đó R
0
là điện trở toàn phần của biến trở, R
b

là điện trở của bếp điện. Cho biết R
b
= R
0
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.
a. Tính hiệu suất của mạch điện. Coi công suất tiêu thụ
trên bếp là công suất có ích.
b. Mắc thêm một đèn loại 6V - 3W song song với đoạn AC
của biến trở. Hỏi muốn đèn này sáng bình thờng thì hiệu điện thế U
của nguồn và điện trở R
0
phải thỏa mãn điều kiện nào?
Câu 4: (2đ)
Cho mạch điện nh hình vẽ. Biết U = 15V, R = 15r

Các vôn kế giống nhau, điện trở của dây nối không
đáng kể. Vôn kế V
1
chỉ 14V, hỏi vôn kế V
2

chỉ bao nhiêu?
Câu 5: (2đ)
Hai điểm sáng S
1
và S
2
nằm trên trục chính và ở hai bên thấu
kính cách thấu kính lần lợt là 6cm và 12cm. Khi đó ảnh của S
1
và S
2
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.
Hết
C
+
_
U
R
0
A
R
b
r

_
U
V
2
V
1
+
R
R
R
B
A
C
Đáp án - Biểu điểm
Câu Nội dung Điểm
Câu 1
(2đ)
Kí hiệu h
1
= 1cm, h
2
= 3cm, h
3
= 5cm
Gọi D
0
là khối lợng riêng của nớc và D
1
là khối lợng
riêng của chất lỏng, m là khối lợng của cốc nhựa. Khi

thả cốc không chìm vào nớc, ở trạng thái cân bằng thì
lực đẩy Acsimet của nớc cân bằng với trọng nớc của
cốc:
10m = 10.Sh
2
D
0
hay m = Sh
2
D
0
(1)
Khi đổ chất lỏng vào cốc thì:
(m + h
2
SD
1
) = h
3
SD
0
(2)
Muốn mực chất lỏng ở trong cốc ngang với mực nớc
ngoài chậu ta phải đổ thêm chất lỏng vào cốc một độ
cao x.
Vì bình nớc lớn nên coi độ cao mặt thoáng của nớc
không thay đổi. Khi cốc đứng cân bằng ta có:
m + (h
2
+ x)SD

1
= (h
2
+ x + h
1
)SD
0
(3)
Từ (1) và (2) => D
1
= D
0
( )
3 2
2
h h
h

Thay số ta đợc D
1
=
0
2
3
D
(4)
Từ (1) và (3) => x =
2 1 1 0
0 1
h D h D

D D


=
2 0 1 0
2 1
0 0
2
.
3
2 3
2
3
h D h D
h h
D D

=

Thay số ta có x = 2.3 - 3.1 = 3cm
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,5
0,25
Câu 2
(2đ)
Gọi m là khối lợng nớc chứa trong một ca, n

1
và n
2
là
số ca nớc múc ở thùng A và thùng B, (n
1
+ n
2
) là số ca
nớc có sẵn trong thùng C.
Nhiệt lợng do n
1
ca nớc ở thùng A khi đổ vào thùng C
đã hấp thụ là:
Q
1
= n
1
mc (50 - 20) = 30cn
1
m với c là nhiệt dung riêng
của nớc.
Nhiệt lợng do n
2
ca nớc lấy ở thùng B khi đổ vào thùng
C đã tỏa ra:
Q
2
= n
2

mc(80 - 50) = 30cn
2
m
Nhiệt lợng do (n
1
+ n
2
) ca nớc ở thùng C đã hấp thụ là:
Q
3
= (n
1
+ n
2
)mc(50 - 40) = 10m.c(n
1
+ n
2
)
Phơng trình cân bằng nhiệt: Q
1
+ Q
3
= Q
2

=> 30cn
1
m + 10m.c(n
1

+ n
2
) = 30cn
2
m
=> 40n
1
= 20n
2
=> 2n
1
= n
2
Vậy khi múc ở thùng A n ca nớc thì phải múc 2n ca ở
thùng B và số nớc có sẵn ở thùng C là 3n ca.
0.25
0,25
0,25
0,5
0,5
0,25
Câu 3
(2đ)
a. Điện trở R
CB
=
0
0
0
0

0
.
2
3
2
R
R
R
R
R
=
+
Cờng độ dòng điện trong mạch chính:
C
+
_
U
R
0
A
R
b
I =
0 0
0
6
5
2 3
U U
R R

R
=
+
Vậy U
CB
=I.R
CB
= 0,4U
Công suất tiêu thụ trên bếp điện:
P =
2 2
0 0
4
25
CB
U U
R R
=
Hiệu suất mạch điện:
H =
.
P
U I
=
2
0
0
4
2
25

6
15
.
5
U
R
U
U
R
=
Vậy H = 13,33%
b. Đèn 6V - 3W có I
dm
=
3
6
= 0,5A
và R
d
=
2
36
12
3
d
d
U
P
= =
Vì đèn sáng bình thờng nên:

U
AC
= U
d
= 6V => U
CB
= U - 6
Cờng độ dòng điện trong mạch chính:
I =
AC CB
AC CB
U U
R R
=
=> 0,5 +
0
6
2
R
=
0
6
3
U
R

=> 6U = 60 + R
0
Vậy khi mắc đèn song song với đoạn mạch AC, muốn
đèn sáng bình thờng thì U và R

0
phải thỏa mãn 6U = 60
+ R
0
.
0,25
0,25
0,5
0,25
0,25
0,5
Câu 4
(2đ)
Ta có U = Ir + I
1
R
V
=> U - Ir = I
1
R
V
U - Ir = 14 (V) => I =
1
r
(A)
Mà I = I
1
+ I
2
=>

1
r
=
( )
14 14
2
V
V
V
R R R
R
R
R R
+
+
+
+
2 2
16 165 . 42 0
V V
R R r R =
Thay r =
15
R
ta có phơng trình:
2 2
16 11 42 0
V V
R RR R =
0,25

0,25
0,25
r
_
U
V
2
V
1
+
R
R
R
B
A
C
I
I
1
I
2
2 2 2
121 2688 2809
53
11 53
2
32
V
R R R
R

R R
R R
= + =
=
+
= =
(Trờng hợp nghiệm âm loại)
* Từ mạch điện =>
2 2
2
2
1
V V V
R R
U R U
U R U
= = =

=>
2
2
2 2
1 2 3
V
V R
U
U U
= =
+ +
(1)

Mặt khác:
( )
3
2
2 4
V
AB V
V
CA V
R R R
U R R
R R
U R R R
+
+
+
= = =
+

=>
1
3 3
7 14 7
AB AB
V
U U
U
= =
(2)
Từ (1) và (2) => U

AB
= 6(V) và U
2
=
2
3
U
AB
= 4(V)
0,25
0,25
0,25
0.5
Câu 5
(2đ)
Hai ảnh của S
1
và S
2
tạo bởi thấu kính trùng nhau phải
có một ảnh thật và một ảnh ảo.
Vì S
1
O < S
2
O => S
1
nằm trong khoảng tiêu cự nên là
ảnh ảo.
S

2
nằm ngoài khoảng tiêu cự nên là ảnh thật
Sọi S là ảnh của S
1
, S
2
qua thấu kính.
S
1
I // ON
1
SS SI SO
SO SN SO f
= =
+

6 6SO SO
SO SO f f

= =
+
(1)
f.SO = 6(SO + f) (2)
0,5
0,5
0,25
S
1
O
S

.
F'
I
N
S
2
F
.
.
M
V× S
2
I // OM, t¬ng tù nh trªn ta cã:
2
12 12
SF SO SM SO f SO f
SO SS SI SO SO
−
→ = = → = =
+
=> f.SO = 12(SO - f) (3)
Tõ (2) vµ (3) => 6(SO + f) = 12(SO - f) => 3f = SO
Thay vµo (1) =>
3 6
8
4
f
f cm
f f
= ⇒ =

VËy tiªu cù cña thÊu kÝnh b»ng 8cm.
0,25
0,5