đề thi học sinh giỏi vật lí lớp 9 tỉnh hải dương 2009-2010 (kèm đáp án) đề 29

Sở giáo dục và đào tạo
Hải Dơng
kỳ thi chọn học sinh giỏi lớp 9 thcs
năm học: 2009 - 2010
Môn: 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 đ)
Một chuyển động trên đoạn đờng AB. Nửa đoạn đờng đầu vật chuyển động với vận
tốc v
1
= 60km/h. Nửa đoạn đờng sau vật chuyển động theo 2 giai đoạn: trong nửa thời
gian đầu vật chuyển động với vận tốc v
2
= 40km/h, nửa thời gian sau vật chuyển động
với vận tốc v
3
= 20km/h. Tính vận tốc trung bình của vật chuyển động trên cả đoạn đ-
ờng AB.
Câu 2: (2,0 đ)
Một nhiệt lợng kế bằng đồng thau có khối lợng là 128 gam, chứa 210 gam nớc ở
nhiệt độ 8,4
0
C. Ngời ta thả một miếng sắt có khối lợng 192 gam đã nung nóng đến
100
0
C vào nhiệt lợng kế. Hãy xác định nhiệt độ của nớc sau khi cân bằng. Biết nhiệt
dung riêng của đồng thau là 128J/kgK, của sắt là 460J/kgK, của nớc là 4.190J/kgK.
Câu 3: (1,5đ)
Cho 1 vôn kế nguồn điện không đổi, các dây nối, khoá K, 2 điện trở R
1

, R
2
mắc
nối tiếp không ngắt mạch điện. Hãy nêu phơng án làm thí nghiệm xác định hiệu điện
thế giữa hai đầu mỗi điện trở ? Vẽ sơ đồ mạch điện minh hoạ và xây dựng công thức
tính?
Câu 4: ( 2,5đ)
Cho mạch điện nh hình vẽ:
Biết R
1
= R
2
= 6 ; R
3

= 12 ; R
x
có thể thay đổi
đợc. Biết R
A
= 0; U
AB
= 12V.
a) Khi R
x
= 4. Tính số chỉ của ampe kế.
b) Xác định R
x
để công suất toả nhiệt trên R
x

là
lớn nhất.
Câu 5: (2đ)
Vật sáng AB là một đoạn thẳng nhỏ đợc đặt vuông góc với trục chính của một thấu
kính hội tụ. Điểm A nằm trên trục chính và cách quang tâm O một khoảng OA bằng
10cm. Một tia sáng đi qua B gặp thấu kính tại I (với OI = 2AB). Tia nó ra khỏi thấu kính
của tia sáng này có đờng kéo dài đi qua A. Tính tiêu cự của thấu kính.
Đáp án biểu điểm

A B
R
1
C
R
2
R
3
R
x
A
Đề thi HS giỏi Tỉnh môn Vật lý 9 - Năm học 2009 - 2010
Câu Nội dung
Biểu
điểm
Câu 1:
(2đ)
Ta có:
1
1
2

S
t
v
=
Thời gian chuyển động với vận tốc v
2
và v
3
đều là
2
2
t

Ta có
3
2
2 2 3 3
;
2 2
t
t
S v S v= =
Theo bài ra ta có:
2 3
2
S
S S+ =

2 2
2 3

2 2 2
t t S
v v + =

2
2 3
( )
2 2
t S
v v + =

2
2 3
S
t
v v
=
+
Thời gian đi hết quãng đờng là:
1 2
1 1 2
2 120 60 40
S S S S S
t t t
v v v
= + = + = + =
+
Vậy vận tốc trung bình trên cả quãng đờng AB là:
1 2
40 /

tb
S
v km h
t t
= =
+
0,25đ
0,25đ
0,5đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
Câu 2:
(2đ)
Gọi khối lợng của nhiệt lợng kế, khối lợng của nớc và của miếng sắt lần lợt là
m
1
, m
2
và m
3
.
Khối nhiệt dung riêng của nhiệt lợng kế, của nớc, của miếng sắt là: C
1
, C
2
, C
3
Gọi t là nhiệt độ của nớc sau khi cân bằng.

Nhiệt lợng của nhiệt lợng kế và nớc thu vào là:
Q
thu
= m
1
c
1
(t 8,4
0
C) + m
2
c
2
(t 8,4
0
C)
Nhiệt lợng của miếng sắt toả ra là:
Q
toả
= m
3
c
3
. (100 t)
Theo phơng trình cân bằng nhiệt có: Q
thu
= Q
toả
3 3 1 1 2 2
1 1 2 2 3 3

100 8,4( )m c m c m c
t
m c m c m c
+ +
=
+ +
Thay số t = 16,6
0
C
(0,5đ)
(0,5đ)
(0,25đ)
(0,25đ)
0,5đ
Câu 3:
(1,5đ)
- Mắc vôn kế // với nguồn để đo U
- Mắc vôn kế // với R
1
để đo U
1
(vẽ hình)
- Ta có: I
1
= U- U
1
/R
2
I
2

= I
v
+ I
1
(U U
1
)/R
2
= U
1
/R
v
+ U
1
/R
1
(1)
- Mắc vôn kế // với R
2
để đo U
2
(vẽ hình)
- Ta có: I
1
= I
v
+ I
2
- (U U
2

)/R
1
= U
2
/R
v
+ U
2
/R
2
(2)
Từ (1) và (2) R
1
= (U
1
x R
2
)/U
2
(3)
Nếu bỏ vôn kế ra khỏi mạch
ta có: U
1
= (U x R
1
)/ (R
1
+ R
2
) (4)

U
2
= (U x R
2
)/ (R
1
+ R
2
) (5)
Thay (3) vào (4) ta có: U
1
= U x U
1
/U
1
+ U
2

0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
Thay (3) vµo (5) ta cã: U
2
= U x U
2
/U
1

+ U
2
C©u 4:
(2,5®)
M¹ch ®iÖn ®îc vÏ l¹i nh sau:
a)
1 3
1 3 13
1 3
// 4 ( )
R R
R R R
R R
⇒ = = Ω
+
2
2 2
2
.
// 2,4 ( )
x
x x
x
R R
R R R
R R
⇒ = = Ω
+
R
AB

= R
13
+ R
2x
= 4 + 2,4 = 6,4 (Ω)
12
1,875 ( )
6,4
AB
AB
AB
U
I A
R
= = =
U
AC
= I
AB
. R
13
= 1,875 . 4 = 7,5 (V)
U
CB
= U
AB
- U
AC
= 12 - 7,5 = 4,5 (V)
13

1
1
7,5
1, 25 ( )
6
U
I A
R
⇒ = = =
2
2
2
4,5
0,75( )
6
x
U
I A
R
= = =
V× I
1
> I
2
. Do ®ã sè chØ cña ampe kÕ
lµ IA = I
1
- I
2
= 0,5A

b) TÝnh
12 2
2
6. 24 10
4
6 6
x x
AB x
x
R R
R R R
R R
+
= + = + =
+ +
6(6 )
12 5
x
AB
AB
AB x
R
U
I
R R
+
= =
+
2
36.

.
12 5
x
CB x x
x
R
U U I R
R
= = =
+
TÝnh
2
2
1296
12
5
x
x
x
x
x
U
P
R
R
R
= =
 
+
 ÷

 ÷
 
P
x
max khi
12
5 min
x
x
R
R
 
+
 ÷
 ÷
 
12 12
5 2 .5
x x
x
x
R R
R
R
⇒ + ≥
§Ó mÉu min ta lÊy dÊu =
(0,25)
(0,25)
(0,25)
(0,25)

(0,25)
(0,25)
(0,25)
(0,25)
(0,25)
R
1
R
2
A
C B
R
3
R
x
D
12
5 2 60
x
x
R
R
+ =
Giải phơng trình bậc 2 R
x
= 2,4 ()
thì công suất trên R
2
cực đại.
(0,25)

Câu 5:
(2đ)
Dựng ảnh A'B' của AB nh hình
vẽ: Do
1
2
AB OI=
AB là đờng trung bình của
B'OI vì vậy B' là trung điểm
của B'O AB là đờng trung
bình của A'B'O
OA' = 2OA = A'B' = 20 (cm)
Do
1
' '
2
OH AB A B= =
nên OH là
đờng trung bình của FA'B'
= OA' = 20 (cm)
Vậy tiêu cự của thấu kính là:
f = 20 (cm)

B'
B
A' A O F
I
(0,5đ)
(0,5đ)
(0,5đ)

(0,5đ)


H
Câu 2: (1đ)
Một cục nớc đá có thể tích V = 360cm
3
nổi trên mặt nớc. Hãy tính thể tích của
phần nhô ra khỏi mặt nớc. Biết khối lợng riêng của nớc đá là 0,92g/cm
3
, trọng lợng
riêng của nớc là 10.000N/m
3
.
Câu 5: (1,5đ)
Cho mạch điện nh hình vẽ:
Một biến trở có điện trở toàn phần R = 120 nối
tiếp với điện trợ R
1
.
Nhờ biến trở có thể làm thay
đổi cờng độ dòng điện trong mạch từ 0,9A đến
4,5A. Hãy tính điện trở R
1
và hiệu điện thế U
AB
=?

A B
R

1
M
N
Câu 2:
(1đ)
+ Khối lợng của cục nớc đá là:
m = D . V = 360 . 0,92 = 331,2 (g) = 0,3312 kg
+ Trọng lợng của nớc đá là:
P = 10m = 3,312 (N)
Khi cục nớc đá nổi trọng lợng của cục nớc đá đúng bằng lực
đẩy Acsimet. Ta có: Thể tích phần chìm trong nớc là:

3
'
3,312
' 0,0003312 ( )
10.000
n c
P
V m
d
= = =
Vậy thể tích phần cục đá nhô ra khỏi mặt nớc là:
V
nhô
= V - V' = 360 - 331,2 = 28,8 (cm
3
)
0,25đ
0,25đ

0,25đ
0,25đ
Câu 5:
(1,5đ)
Cờng độ dòng điện lớn nhất khi con chạy C ở M nhỏ nhất và nhỏ nhất khi con
chạy C ở N.
Do đó:
1
4,5( ) (1)
U
A
R
=
và
1
0,9( ) (2)
120
U
A
R
=
+
Từ (1) và (2)
Thay số tính R
1
= 30
Tính U
AB
= 135V
(0,25đ)

(0,25đ)
(0,5đ)
(0,5đ)