Đề thi HSG huyện Tứ Kỳ năm 2009

PHÒNG GD&ĐT TỨ KỲ
TRƯỜNG THCS TIÊN ĐỘNG
ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9
Năm học 2009- 2010
MÔN: VẬT LÝ
Thời gian làm bài: 90 phút
(Đề này gồm 05 câu 01 trang)
Câu 1: (1,5 điểm) Một khối hộp có trọng lượng P = 40N đặt trên mặt phẳng nhám nằm ngang.
Người ta kéo khối hộp thông qua một lực kế thì thấy mặc dù lực kế chỉ 40N nhưng khối hộp
vẫn không nhúc nhích. Hãy giải thích hiện tượng và vẽ hình biểu diễn các lực tác dụng lên
khối hộp, theo một tỉ xích tùy ý.
Câu 2:(2,0 điểm) Muốn có 7 kg nước ở 35
o
C thì cần phải pha bao nhiêu kg nước nóng ở 85
o
C
với bao nhiêu kg nước lạnh ở 15
o
C.
Câu 3:(1,75 điểm) Cho hai điện trở R
1
, R
2
mắc nối tiếp nhau vào hiệu điện thế U.
Biết điện trở R
1
= 23
Ω
chịu được dòng điện tối đa bằng 2,5A còn điện trở R
2
= 27

Ω

chịu được dòng điện tối đa bằng 1,8A. Hỏi nếu mắc nối tiếp hai điện trở này vào mạch thì phải
đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế tối đa là bao nhiêu để cả hai không bị hỏng.
Câu 4:(3,25 điểm) Cho đoạn mạch có sơ đồ như hình vẽ bên:
Trong đó: R
1
= 15
Ω
, R
2
= R
3
= 6
Ω
, R
4
= 12
Ω
.
Biết ampe kế chỉ I= 0,6A, điện trở của ampe kế nhỏ
không đáng kể.
a- Tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB.
b- Tính hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch AB.
Câu 5:(1,5 điểm) Trước mắt em là một bình nước có vạch chia thể tích, một bình nhỏ đựng
chất lỏng A có khối lượng riêng D
A
đã biết và một bình nhỏ B đựng chất lỏng có khối lượng
riêng D
B

chưa biết. Hai vỏ bình có đựng chất lỏng A và B giống nhau có cùng khối lượng. Nếu
có thêm một lít nước, làm thế nào để xác định khối lượng riêng của chất lỏng B. Hãy trình bày
cách làm đó.
Hết
Mã ký hiệu
L-DH01-HSG9-09
F= 10N
A
R
1
R
2
R
3
R
4
A
+
B
-
M
N
PHÒNG GD&ĐT TỨ KỲ
TRƯỜNG THCS TIÊN ĐỘNG
HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9
Năm học 2009- 2010
MÔN: VẬT LÝ
(Hướng dẫn chấm gồm 04 trang)
Câu Đáp án Điểm
1

(1,5 điểm)
+ Một vật luôn chịu tác dụng của trọng lực có phương thẳng
đứng xuống dưới. Do có trọng lượng nên vật ép xuống mặt bàn
một lực bằng đúng P làm cho mặt bàn bị biến dạng và do đó xuất
hiện lực đàn hồi N của mặt bàn tác dụng lên vật cũng có độ lớn
đúng bằng P. Hai lực P và N cân bằng với nhau.
+ Khi kéo vật bằng lực F= 10N thì lập tức ở mặt tiếp xúc giữa vật
và mặt phẳng xuất hiện một lực ma sát (gọi là ma sát nghỉ). Lực
ma sát này có độ lớn đúng bằng F: F
ms
= F= 10N.
+ Kết quả là vật vẫn không chuyển động (vì tất cả các lực tác
dụng lên vật đều cân bằng lẫn nhau). Các lực được biểu diễn như
hình vẽ dưới đây.
0,25 đ
0,5 đ
0,25 đ
0,5 đ
2
(2,0 điểm)
Tóm tắt:
M= 7kg
t= 35
o
C
t
1
= 85
o
C

t
2
= 35
o
C

m
1
= ? kg
m
2
= ? kg
0,25 đ
Theo đầu bài ta có: m
1
+m
2
= M= 7 (kg) (1)
Nhiệt lượng của m
1
kg nước nóng tỏa ra khi hạ từ 85
o
C xuống
35
o
C là: Q
1
= m
1
.c.(t

1
- t)
Nhiệt lượng do m
2
kg nước lạnh thu vào để nóng lên từ 15
o
C đến
35
O
C là: Q
2
= m
2
.c(t- t
2
)
Theo phương trình cân bằng nhiệt : Q
tỏa ra
= Q
thu vào
<=>
Q
1
= Q
2
<=> m
1
.c (t
1
- t)= m

2
.c( t- t
2
)
<=> m
1
.(85-35)= m
2
.(35-15)
<=> m
2
= 2,5 m
1
(2)
Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình:
1 2
2 1
7
2,5
m m
m m
+ =


=

Giải hệ ta có: m
1
= 2 kg, m
2

= 5 kg.
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
Mã ký hiệu
L-DH01-HSG9-09
P
F
F
ms
N
3
(1,75 điểm)
Tóm tắt:
R
1
= 23
Ω
I
1 max
= 2,5 A
R
2
= 27
Ω
I

2 max
= 1,8 A

U= ? V
0,25 đ
Do R
1
chịu được dòng điện tối đa bằng 2,5 A; R
2
chịu được dòng
điện tối đa bằng 1,8 A.
Mặt khác do ta mắc R
1
nối tiếp với R
2
vào hiệu điện thế U nên I
1
=
I
2.
Vậy khi hoạt động, muốn cả hai điện trở không bị hỏng thì dòng
điện tối đa trong mạch phải có cường độ là I
max
= 1,8 A.
Điện trở tương đương của mạch điện là:
Áp dụng: R
td
= R
1
+R

2
= 23+ 27= 50
Ω
.
Vậy hiệu điện thế tối đa đặt vào hai đầu đoạn mạch là:
Áp dụng:
U
I
R
=
<=> U= I.R
<=> U
max
= I
max
.R
td
= 1,8 . 50= 90 (V)
Đáp số: 90 V
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
4
a- ( 1,25 điểm)
Do điện trở của ampe kế không đáng kể nên ta có thể chập M và
B. Sơ đồ mạch điện như sau:
+ Đoạn mạch điện AB: {R

1
// [R
3
nt (R
2
// R
4
)]}
+Điện trở tương đương của đoạn mạch R
2
// R
4
là:
Áp dụng:
1 2
1 1 1
td
R R R
= +
<=>
1 2
1 2
.
td
R R
R
R R
=
+
<=>

2 4
24
2 4
. 6.12
4( )
6 12
R R
R
R R
= = = Ω
+ +
+ Điện trở đoạn mạch ANB là:
R
234
= R
3
+R
24
= 6+ 4= 10 (
Ω
)
+ Điện trở đoạn mạch AB là:
1 234
1 234
.
15.10
6( )
15 10
AB
R R

R
R R
= = = Ω
+ +
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
R
1
R
2
R
3
R
4
A
+
B, M
-
N
b- (2,0 điểm)
Theo hình vẽ đề bài cho ta có thể xác định chiều dòng điện
chạy trong mạch như hình vẽ:
+ Theo hình vẽ ta có: I
A
= I
1
+I

2
(1)
+ Theo hình vẽ của phần a, ta có:
1
1
15
AB AB
U U
I
R
= =
(2)
3
234
10
AB AB
U U
I
R
= =
và I
3
= I
24
.
Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch R
2
//R
4
là:

U
24
= I
24
.R
24
=
5
AB
U
. <=> U
2
=U
4
= U
24.
Cường độ dòng điện qua R
2
là: I
2
=
2
2
15
AB
U U
R
=
(3)
Thay (2), (3) vào (1) ta có:

0,6 4,5( )
15 15
AB AB
AB
U U
U V+ = ⇔ =
0,5 đ
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
5
( 1,5 điểm)
Có nhiều cách làm khác nhau. Sau đây là một cách đơn giản
+ Lần lượt đặt các bình chứa các chất lỏng A và B vào bình
nước lớn có vạch chia thể tích.
+ Điều chỉnh lượng chất lỏng A và B cho đến khi phần chìm
của các bình A và B trong nước là như nhau.
+ Điều đó có nghĩa là trong cả hai trường hợp khối lượng của
hai chất lỏng A và B là như nhau.
Ta có m
A
= m
B
m
A
= V
A

.D
A
m
B
= V
B
. D
B
.
<=> V
A
.D
A
= V
B
. D
B
(1)
+ Dùng bình chia độ lần lượt đo thể tích các chất lỏng chứa
trong các bình A và B.
+ Từ đó suy ra:
.
A
B A
B
V
D D
V
=
0,25 đ

0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
Hết
A
R
1
R
2
R
3
R
4
A
+
B
-
M
N