de thi HSG lop 9 - đap an

ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC 2010-2011
MÔN THI VẬT LÝ 9
Thơì gian làm bài 150 phút
( không kể thời gian giao hoặc chép đề )
Bài 1: (2 điểm) Trên một bàn là có ghi 110V- 550W và trên một bóng đèn dây tóc có ghi 110V- 40W
a. Tính điện trở của bàn là và của bóng đèn khi chúng hoạt động bình thường .
b. Nếu mắc nối tiếp bàn là và bóng đèn vào hiệu điện thế 220V thì bóng
đèn có sáng bình thường không ? Vì sao ?
Bài 2 : ( 3 điểm )
Một quả bóng bay có khối lượng 0,1g được bơm căng bằng 4 lít khí Axetylen, có khối lượng riêng
1,173kg/m
3
, bay lên và bám vào trần nhà.Biết khối lượng riêng của không khí là1,293kg/m
3

a. Tính lực do quả bóng bay tác dụng vào trần nhà
b. Để giữ cho quả bóng không bay lên, phải treo vào nó một vật có khối lượng ít nhất là bao nhiêu?
Bài 3 : ( 3 điểm )
Cho mạch điện như hình vẽ A
1
K
1
R
1
=R
2
=6
Ω
, R
3
=3

Ω
, U
AD
=6V
Các Ampe kế có điện trở không đáng kể R
1
R
2
R
3
Xác đònh số chỉ của các Ampe kế : A B C D
a. Khi K
1
ngắt, K
2
đóng
b. Khi K
1
đóng, K
2
ngắt K
2
A
2
c. Khi K
1
, K
2
cùng đóng
Bài 4: (3 điểm )

Một bếp dầu hỏa có hiệu suất 30%
a. Tính nhiệt lượng tồn phần mà bếp tỏa ra khi khối lượng dầu hỏa cháy hết là 30g
b. Tính nhiệt lượng có ích và nhiệt lượng hao phí tỏa ra
c. Với lượng dầu hỏa trên có thể đun được bao nhiêu lít nước từ 30
0
C đến sơi ( bỏ qua nhiệt lượng do
ấm tỏa thu vào )
Biết năng suất tỏa nhiệt của dầu q = 44. 10
6
J/kg.
Nhiệt dung riêng của nước là c = 4190 J/kg
Bài 5: (3 điểm)
R
1
R
3
Cho mạch điện như hình vẽ. Khi đặt một hiệu điện thế U 1 3
vào hai điểm 1và 2, để cho hai đầu 3 và 4 hở thì cơng suất tỏa
nhiệt trong mạch là P
1
=40W. Nếu nối tắt hai đầu 3 và 4 thì cơng R
5
suất tỏa nhiệt trên mạch là P
2
= 80W. Nếu đặt hiệu điện thế U vào R
2
R
4
hai điểm 3 và 4, để hở hai đầu 1và 2 thì cơng suất tỏa nhiệt trên 2 4
mạch là P

3
= 20W. Hãy xác định cơng suất tỏa nhiệt của mạch khi
hiệu điện thế U đặt vào hai điểm 3 và 4, đồng thời nối tắt hai đầu 1 và 2
Bài 6 : (3 đ)
Người ta đun sôi một ấm nước bằng một bếp điện. Hiệu suất bếp là 100%. m toả nhiệt ra không
khí trong đó nhiệt lượng hao phí tỉ lệ thuận với thời gian đun. Khi hiệu điện thế U
1
=200V thì sau 5 phút
nước sôi .khi hiệu điện thế U
2
=100V thì sau 25 phút nước sôi. Nếu hiệu điện thế U
3
=150V thì sau bao lâu
nước sôi ?
Bài 7: ( 3điểm )
Một hồ nước n lặng có bề rộng 8m. Trên bờ hồ có cây cột điện cao 3,2m có treo một bóng đèn ở đỉnh. Một
người đứng bên bờ đối diện quan sát ảnh của bóng đèn, mắt người cách mặt đất 1,6 m
a. Vẽ chùm tia sáng từ bóng đèn phản xạ trên mặt nước tới mắt người quan sát .
b. Người ấy lùi ra xa hồ, khi cách bờ hồ một khoảng bao nhiêu thì khơng còn thấy ảnh của bóng đèn.
ĐÁP ÁN BIỂU ĐIỂM MÔN VẬT LÝ 9
Bài 1 (2 đđiểm) a. Tính điện trở của từng dụng cụ
Từ
2 2
U U
P R
R P
= ⇒ =
Điện trở của bàn là
2 2
110

22( )
550
b
b
b
U
R
P
= = = Ω
0,5 điểm
Điện trở của đèn là
2 2
110
302,5( )
40
d
d
d
U
R
P
= = = Ω
0,5 điểm
b. Nếu mắc nôùi tiếp vào 220V, điện trở tương đương toàn mạch là :
R
tđ
= R
b
+R
đ

=22 +302,5 = 324,5
Ω
0,25 điểm
Cường độ qua mạch :
220
0,68
324,5
U
I A
R
= = ≈
0,25 điểm
Cường độ đònh mức qua đèn :
40
0,36
110
d
d
d
P
I A
U
= = ≈
0,25 điểm
Ta thấy I> I
đ
: Đèn cháy sáng hơn mức bình thương có thể cháy 0,25 điểm
Bài 2: (3 điểm)
- Tóm tắt : m= 0,1g = 0,1 .10
-3

kg
V= 4lít= 4.10
-3
m
3
D
0
= 1,173 kg/m
3
D
1
= 1,293kg/m
3
a. F =?
b. m’=?
- Giải :
1m
3
khí axetylen có khối lượng 1,173 kg vậy có trọng lượng 11,73N
1m
3
khí không khí có khối lượng 1,293 kg vậy có trọng lượng 12,93N. Trọng lượng này bằng lực đẩy
csimet do không khí tác dụng, lực này lớn hơn trọng lượng khí axetylen nên quả bóng có thể bay lên
0.25 đ
Vậy lực đẩy quả bóng lên :
F
a
= (10D
1
-10D

0
)V = (12,93-11,73) 4.10
-3
= 1,2 .0,004 =0,0048 N 0,75 đ
Trọng lượng của vỏ cao su :
P = 10m = 10. 0,1 .10
-3
= 0,001 N 0,25 đ
a. Lực do quả bóng tác dụng lên trần nhà :
F = F
a
–P = 0,0048 - 0,001= 0,0038 N 0,75 đ
b. Trọng lượng của vật phải buộc vào quả bóng ít nhất bằng lực do quả bóng tác dụng lên trần nhà.
0,5đ
Vậy khối lượng vật ít nhất là :
gkgm 38,000038,0
10
0038,0
===
0,5đ
Bài 3: (3 điểm )
- Tóm tắt R
1
=R
2
=6
Ω
R
3
=3

Ω
U
AD
=6V
I
A1
=? ; I
A2
=?
a. K
1
ngắt, K
2
đóng
b. K
1
đóng, K
2
ngắt
c. K
1
, K
2
cùng đóng
- Giải
a. K
1
ngắt, K
2
đóng

A
1
chỉ số không do mạch hở . B trùng D nên mạch mắc như sau : R
1
ntA
2
0,25đ
A
2
chỉ :
A
R
U
I
A
1
6
6
1
2
===
0,25đ
b. K
1
đóng, K
2
ngắt
A
2
chỉ số không ; C trùng A nên mạch còn lại R

3
ntA
1
0,25đ
A
1
chỉ :
A
R
U
I
A
2
3
6
3
1
===
0,25đ
c. K
1
, K
2
cùng đóng
C trùng A; B trùng D nên mạch điện được mắc như sau : R
1
//R
2
//R
3

0,25đ
Cường độ dòng điện qua từng điện trở :
A
R
U
I 1
6
6
1
1
===
0,25đ
A
R
U
I 1
6
6
2
2
===
0,25đ
A
R
U
I 2
3
6
3
3

===
0,25đ
Dựa vào chiều dòng điện qua từng ampe kế và sơ đồ mạch điện ta có
Số chỉ của A
1
I
A1
= I
2
+I
3
=1+2= 3 A 0,5đ
Số chỉ của A
2
I
A2
= I
1
+I
2
=1+1= 2 A 0,5đ
Bài 4:
a. Nhiệt lượng tồn phần do bếp tỏa ra :
6 4
. 44.10 .0,03 132.10
tp
Q q m J= = =
1đ
b. Nhiệt lượng có ích :
4

3
.
132.10 .30%
.100% 396.10 396
100% 100%
tp
ci
ci
tp
H Q
Q
H Q J kJ
Q
= ⇒ = = = =
1đ
c. Lượng nước có thể đun :
3
2 1
396.10
. ( ) 4190. (100 30) 1,3
4190.(100 30) 4190.70
ci
ci
Q
Q m c t t m m kg= − = − ⇒ = = =
−
Do đó V= 1,3lít 1đ
Bài 5:
Khi đặt hiệu điện thế U vào hai điểm 1 và 2 và để cho hai đầu 3 và 4 hở (R
1

ntR
5
ntR
2
) thì cơng suất tỏa nhiệt
trong mạch là
2
1
1 2 5
U
P
R R R
=
+ +
0,25đ
Nếu nối tắt hai đầu 3 và 4 (Đoạn mạch là R
1
nt(R
5
//<R
3
ntR
4
>)ntR
2
) thì cơng suất tỏa nhiệt của mạch là :
2 2
3 4 5
2
5 3 4

5 1 2 3 4 1 2 3 4
1 2
3 4 5
( )
( )
( ) ( )( )
U U R R R
P
R R R
R R R R R R R R R
R R
R R R
+ +
= =
+
+ + + + + +
+ +
+ +
0,5đ
Khi đặt hiệu điện thế U vào hai điểm 3 và 4 và để cho hai đầu 1 và 2 hở (R
4
ntR
5
ntR
3
) thì cơng suất tỏa nhiệt
trong mạch là
2
3
3 4 5

U
P
R R R
=
+ +
0,25đ
Nếu nối tắt hai đầu 3 và 4 (Đoạn mạch là R
3
nt(R
5
//<R
1
ntR
2
>)ntR
4
) thì cơng suất tỏa nhiệt của mạch là :
2 2
1 2 5
4
5 1 2
5 1 2 3 4 1 2 3 4
3 4
1 2 5
( )
( )
( ) ( )( )
U U R R R
P
R R R

R R R R R R R R R
R R
R R R
+ +
= =
+
+ + + + + +
+ +
+ +
0,5đ
Ta có
4 1 2 5
2 3 4 5
P R R R
P R R R
+ +
=
+ +
0,5đ
Mặt khác :
3 1 2 5
1 3 4 5
P R R R
P R R R
+ +
=
+ +
0,5đ
Suy ra :
4 3 2 3

4
2 1 1
. 80.20
40w
40
P P P P
P
P P P
= ⇒ = = =
0,5đ
Bài 6 (3 điểm )
- Tóm tắt 0.25đ
- Giải
Ta có công suất toàn phần :
R
U
P
2
=
Gọi P’là công suất hao phí (vì toả nhiệt ra không khí ) 0,5đ
Nhiệt lượng cần cung cấp cho nước sôi với từng hiệu điện thế
1
,
2
1
1
.tP
R
U
Q









−=
2
,
2
2
1
.tP
R
U
Q








−=
3
,
2

3
1
.tP
R
U
Q








−=
0,75đ
Nhiệt lượng Q
1
, Q
2
,Q
3
đều dùng để làm sôi nước do đó
Q
1
= Q
2
= Q
3
⇔

1
,
2
1
.tP
R
U








−
=
2
,
2
2
.tP
R
U









−
=
3
,
2
3
.tP
R
U








−
1đ
⇔
(200
2
-RP’)5= (100
2
-RP’)15=(150
2
-RP’)t
3

⇔
t
3
=18,75 phút = 18phút 45 giây 0,5đ
Bài 7
a. Gọi AB là cột điện ( A là bóng đèn ) và Á là ảnh của bóng đèn qua mặt nước (xem là gương phẳng).
Các tia tới bất kỳ AI, AJ sẽ phản xạ theo hướng A’I, A’J đến mắt người quan sát 0,5đ

A

O
B
I J C 0,5đ
A’
b.Nếu mắt người quan sát ra ngoài khoảng JC thì mắt không còn thấy ảnh của A qua hồ ( khi đó không
có tia phản xạ nào từ mặt hồ tới được mắt ). 0,75đ
Xét hai tam giác đồng dạng
JOC∆
và
JAB∆
ta có :
. 8.1,6
4
3,2
JC CO JB CO
JC m
JB BA BA
= ⇒ = = =
0,75đ
Vậy khi người ấy rời xa hồ 4m trở đi sẽ không còn thấy ảnh của bóng đèn nữa.

A
O

B
J C 0,5đ
A’
Chú ý : Mọi phương án giải khác cho kết quả như trong đáp án đều cho điểm tương ứng của phần đó