Đề và đáp án thi học sinh giỏi môn Vật lý 9- THCS TT Bình Dương 2010-2011.

PHÒNG GD ĐT PHÙ Mỹ ĐỀ , ĐỀ XUẤT THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN
TRƯờNG THCS TT BÌNH DƯƠNG Năm Học: 2010 -2011

Môn : Vật Lý Lớp 9
Thời gian làm bài: 150 phút
(Không kể thời gian phát đề)
Ngày thi:

Bài 1:( 4 điểm)
Một thuyền đi từ A đến B (cách nhau 6 km) mất thời gian 1 h rồi lại đi từ B trở về A mất 1 h
30phút Biết vận tốc của thuyền so với nước và vận tốc của nước so với bờ không đổi . Hỏi:
a/ Nước chảy theo chiều nào?
b/ Vận tốc thuyền so với nước và vận tốc nước so với bờ .
c/ Muốn thời gian đi từ B trở về A cũng là 1h thì vận tốc của thuyền so với nước phải là bao
nhiêu?
Bài 2: (4điểm)
Một bóng đèn hình cầu có đường kính 4cm được đặt trên trục của vật chắn sáng hình tròn, cách
vật 20cm . Sau vật chắn sáng có một màn vuông góc với trục của hai vật, cách vật 40cm.
a/ Tìm đường kính của vật, biết bóng đen có đường kính 16cm .
b/ Tìm bề rộng vùng nửa tối .
Bài 3: (5điểm)
Người ta thả một miếng đồng có khối lượng m
1
= 200gam đã được đốt nóng đến nhiệt độ t
1
vào
một nhiệt lượng kế chứa m
2
= 280gam nước ở nhiệt độ t
2
= 20

0
C . Nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt
là t
3
= 80
0
C . Biết nhiệt dung riêng, khối lượng riêng của đồng và nước lần lượt là: c
1
= 400
(J/kg.K),
D
1
= 8900 (kg/m
3
) , c
2
= 4200 (J/kg.K), D
2
= 1000(kg/m
3
) ; nhiệt hóa hơi của nước L = 2,3.10
6

(J/kg).
Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với nhiệt lượng kế và với môi trường .
a/ Xác định nhiệt độ ban đầu t
1
của đồng .
b/ Sau đó, người ta thả thêm một miếng đồng khối lượng m
3

cũng ở nhiệt dộ t
1
vào nhiệt lượng
kế trên thì khi lập lại cân bằng nhiệt, mực nước trong nhiệt lượng kế vẫn bằng mực nước trước
khi thả miếng đồng m
3
. Xác định khối lượng đồng m
3
.
Bài 4: (4điểm)
Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ . Biết: U = 12V , R
1
= 15
Ω
, R
2
= 10
Ω
, R
3
= 12
Ω
, R
4
là
biến trở . Bỏ qua điện trở của ampekế và của dây nối .
a/ Điều chỉnh cho R
4
= 6
Ω

.
Tính cường độ dòng điện qua ampekế.
b/ Điều chỉnh R
4
sao cho dòng điện qua ampekế
có chiều từ M đến N và có cường độ là 0,2A .
Tính giá trị của R
4
tham gia vào mạch điện lúc đó .
Bài 5: (3 điểm3)
Một cơ hệ tạo ra từ hai thanh đồng chất, ba sợi dây nhẹ và một ròng rọc nằm ở trạng thái cân
bằng (hình vẽ) . Bỏ qua ma sát với trục ròng rọc . Các sợi dây treo đều có phương thẳng đứng .
Biết khối lượng của thanh trên là m
1
= 0,5kg , tìm khối lượng của thanh dưới
//
A
B
R
2
2

22
R
3
R
4
R
1
A

M
N
U

L
L
ĐÁP ÁN VÀ HƯớNG DẫN CHấM
Môn: Vật lý 9
Đề thi chọn học sinh giỏi cấp huyện, năm học 2010 2011
Bài 1 : (4điểm)
a/ Do thời gian đi từ A đến B bé hơn đi từ B về A nên nước chảy từ A đến B (0.5đ)
b/ Gọi v
1
là vận tốc của thuyền so với nước
v
2
là vận tốc của nước so với bờ (0.5đ)
Khi đi từ A đến B
t
1
=
1 2
S
v v+
=> v
1
+ v
2
=
1

S
t
=
6
1
= 6 (1) (0.5đ)
Khi đi từ B về A
t
2
=
1 2
S
v v−
=> v
1
- v
2
=
2
S
t
=
6
1,5
= 4 (2) (0.5đ)
Từ (1) và (2) ta suy ra
v
1
= 5km/h và v
2

= 1 km/h (1đ)
c/ Để thời gian từ B về A vẫn là 1 giờ, nghĩa là ta có
1 =
1 2
S
v v−
hay v
1
= S + v
2
= 6 +1 = 7 km / h (1đ)


Bài 2: (4điểm) (hình vẽ đúng 0, 5đ)
a/ Xét
∆
OIA ~
∆
OI
2
A
2

⇒
2
OI
OI
=
22
AI

IA
=
22
AB
BA
=
16
4
=
4
1
(0, 25đ)

⇒
4 OI = OI
2
= OI + II
2
= OI + 60

⇒
3.OI = 60 hay OI = 20 cm (0, 5đ)
Xét
∆
OIA ~
∆
OI
1
A
1

⇒

1
OI
OI
=
11
AI
IA
=
11
AB
BA
(0, 25đ)

⇒
A
1
B
1
=
OI
OI
1
. AB =
OI
IIOI
1
+

.AB =
4.
20
2020 +
= 8 cm (0, 5đ)
b/ Xét
∆
KIB ~
∆
KI
1
A
1
, ta có:

1 1 1 1
1
1
2
KI IB AB
KI I A A B
= = =

⇒
KI
1
= 2KI (1) (0, 5đ)
Mặt khác: IK + KI
1
= I I

1
=20cm (2)
Từ (1) và (2)
⇒
KI
1
=
3
40
cm (0, 5đ)
Xét
∆
KI
1
A
1
~
∆
KI
2
C

, ta có:

CI
AI
KI
KI
2
11

2
1
=

⇒
I
2
C =
11
1
2
. AI
KI
KI
(0, 5đ)
Hay I
2
C =
4.
3
40
40
3
40
11
1
211
+
=
+

AI
KI
IIKI
= 16 cm
A
1
B
A
B
1
k
B
2
A
2
0
I
1
I
2
I
C
D
Từ đó bề rộng của vùng nửa tối:
A
2
C = I
2
C I
2

A
2
= 16 8 = 8 cm. (0, 5đ)
Bài 3: (5 điểm)
a/ Tính nhiệt độ t
1
Nhiệt lượng của mN kg đồng tỏa ra để hạ nhiệt độ từ t
1
xuống 80
0
C là:
Q
1
= c
1
m
1
(t
1
80) (0, 25đ)
Nhiệt lượng của m
2
kg nước thu vào để tăng nhiệt độ từ 20
0
C đến 80
0
C là:
Q
2
= 60 c

2
m
2
(0, 25đ)
Phương trình cân bằng nhiệt
Q
1
= Q
2

⇒
t
1
=
2 2
1 1
60m c
m c
+ 80 = 962
0
C (0, 75đ)
Vậy nhiệt độ ban đầu của miếng đồng là 962
0
C (0, 25đ)
b/ Tính khối lượng m
3
Khi thả thêm m
3
kg đồng ở nhiệt độ t
1

vào nhiệt lượng kế, sau khi có cân bằng nhiệt mà mực
nước vẫn không thay đổi . Điều này chứng tỏ:
+ Nhiệt độ cân bằng nhiệt là 100
0
C . (0, 5đ)
+ Có một lượng nước bị hóa hơi . Thể tích nước hóa hơi bằng thể tích miếng đồng m
3
chiếm
chỗ:
V
2
/
=
3
1
m
D
. (0, 5đ)
Khối lượng nước hóa hơi ở 100
0
C là:
m
2
/
= V
2
/
. D
2
= m

3

2
1
D
D
(0, 5đ)
Nhiệt lượng thu vào của m
1
kg đồng, m
2
kg nước để tăng nhiệtđộ từ 80
0
C đến 100
0
Cvà của m
2
/

kg nứơc hóa hơi hoàn toàn ở 100
0
C là:
Q
3
= 20 ( c
1
m
1
+ c
2

m
2
) + Lm
3
2
1
D
D
(0, 5đ)
Nhiệt lượng tỏa ra của m
3
kg đồng để hạ nhiệt độ từ t
1
= 962
0
C xuống 100
0
C là:
Q
4
= 862c
1
m
3
. (0, 25đ)
Phương trình cân bằng nhiệt mới .: Q
3
= Q
4

⇒
20 ( c
1
m
1
+ c
2
m
2
) + Lm
3
2
1
D
D
= 862c
1
m
3
(0, 5đ)

⇒
m
3
=
1 1 2 2
2
1
1

20( )
862
c m c m
D
c L
D
+
−
= 0,29 (kg) = 290gam (0, 5đ)
Vậy miếng đồng thả thêm vào có khối lượng 290gam (0, 25đ)
Bài 4: (4điểm)
a/Vì bỏ qua điện trở của ampekế nên ta chập M với N, mạch điện được vẽ lại như hình vẽ .
Ta có: R
12
=
1 2
1 2
.R R
R R+
=
150
25
= 6
Ω
(0, 25đ)
R
34
=
3 4
3 4

.R R
R R+
=
72
18
= 4
Ω
(0, 25đ)
Điện trở toàn mạch
R = R
12
+ R
34
= 6 + 4 = 10
Ω
(0, 25đ)
Cường độ dòng điện trong mạch chính
I =
U
R
=
12
10
= 1,2 (A) (0, 25đ)
B
A
R
2
2

22
R
3
R
4
R
1
M
N
U
Cường độ dòng điện qua R
1
và R
3

I
1
= I
2
1 2
R
R R+
=
12
25
= 0,48 (A) (0, 25đ)
I
3
= I
4

3 4
R
R R+
=
7,2
18
= 0,4 (A) (0, 25đ)
Vì : I
1
> I
3
nên dòng điện qua ampekế chạy từ M đến N (0, 25đ)
Vậy số chỉ của ampekế là: I
A
= I
1
- I
3
= 0, 48 0,4 = 0,08 (A) (0, 25đ)
b/ Vì dòng điện có chiều từ M đến N nên:
Ta có: I
A
= I
1
I
3
= 0,2 (A) (0, 25đ)
Mà: I
1
=

12
1
U
R

I
3
=
34
3
U
R
=
12
3
12 U
R
−


⇒

12
1
U
R
-
12
3
12 U

R
−
= 0,2 (A) (0, 25đ)
Thế các giá trị và giải ta được: U
12
= 8 (V) và U
34
= 4 (V) (0, 5đ)
Ta có: I
4
= I
2
+ I
A
=
12
2
U
R
+ I
A
=
8
10
+ 0,2 = 0,8 + 0,2 = 1(A) (0, 5đ)

⇒
R
4
=

34
4
U
I
=
4
1
= 4
Ω
(0, 25đ)
Vậy giá trị của R
4
tham gia vào mạch lúc này là 4
Ω
(0, 25đ)
Bài 5 (3điểm 3)
Gọi TG là lực căng dây qua ròng rọc, T
2
là lực căng dây nối điểm C với O
1
(0.25điểm)
Chọn O làm điểm tựa, từ điều kiện cân bằng của đòn bẩy ta có:
T
2
. OC = T
1
. OD . Vì CO = OD =
2
CD
nên T

2
= T
1
(0.5điểm)
Tương tự như trên T, chọn A làm điểm tựa ta có:
( P
1
+ T
2
) AO
1
= T
1
. AB
⇔
( P
1
+ T
2
) AO
1
= T
2
. 2AO
1
(0.5điểm)

⇒
T
2

= P
1
= 10.m = 10. 0,5 = 5 (N) (0.5điểm)
Chọn C làm điểm tựa ta có: P
2
.CO = T
1
.CD (0.5điểm)

⇔
P
2
.CO = T
2
. 2CO
⇔
P
2
= 2T
2

⇒
P
2
= 2.5 = 10 N (0.5điểm)
Vậy khối lượng thanh dưới (CD) là m =
10
2
P
=

10
10
= 1 (kg) (0.25điểm)

( Mọi cách giải khác nếu đúng và lập luận chặt chẽ đều đạt điểm tối đa)
//

L
L
T
1
T
1
T
2
O
1
O
A
B
C
D
P
1
P
2