Đề thi Bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý lớp 9 số 21

PHÒNG GD& ĐT QUỲ CHÂU
Trường THCS

KỲ THI CHỌN HSG
MÔN: VẬT LÝ 9
Năm học: 2009 -2010
Thời gian:120Phút (Không kể thời gian
chép đề)
Câu1:(2,0diểm)
Một bếp dầu đun sôi 1 lít nước đựng trong ấm bằng nhôm khối lượng m
2
=
300g thì sau thời gian t
1
= 10 phút nước sôi .Nếu dùng bếp trên để đun 2 lít nước
trong cùng điều kiện thì sau bao lâu nước sôi ?(Biết nhiệt dung riêng của nước và
nhôm lần lượt là c
1
= 4200J/kg.K ; c
2
= 880J/kg.K .Biết nhiệt do bếp dầu cung cấp
một cách đều đặn
Câu2:(3điểm)
Cho mạch điện như hình vẽ
U
1
=180V ; R
1
=2000Ω ; R
2
=3000Ω .

a) Khi mắc vôn kế có điện trở R
v
song
song với R
1
, vôn kế chỉ U
1
= 60V.Hãy xác
định cườngđộ dòng điện qua các điện trở R
1

và R
2
.
b) Nếu mắc vôn kế song song với điện
trở R
2
, vôn kế chỉ bao nhiêu ?
Câu3: (2 điểm )
Hai vật xuất phát từ A và B cách nhau 340m, Chuyển động cùng chiều theo hướng
từ A đến B Vật thứ nhất chyển động đều từ A với vận tốc V
1
, vật thứ 2 chuyển
động đều từ B với V
2
=
1
2
V
. Biết rằng sau 136giây thì 2 vật gặp nhau. Tính vận tốc

của mỗi vật.
Câu 4( 3 điểm):
Cho mạch điện như hình vẽ:





+ _
R
1
= 40
Ω
, R
2
=70
Ω
; R
3
= 60
Ω
. Cường độ dòng điện mạch chính là 0,3A.
Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch : U = 22V.
1) Cường độ dòng điện trong mạch rẽ ABD; ACD.
2) Nếu điện trở Rx làm bằng dây hợp kim dài 2 m, đường kính 0,2mm. Tính
điện trở suất của dây hợp kim đó?Mắc vôn kế giữa B và C; cực dương (+)
1
1
U
A

B
R
2
C
R
1
V
+
−
R
V
A
R
1
R
2
B
U
C
R
3
R
x
D
của vôn kế phải mắc với điểm nào? vôn kế chỉ bao nhiêu? ( biết Rv =
∞
bỏ
qua dòng điện chạy qua nó).
HƯỚNG DẪN CHẤM
Câu1:

Gọi Q
1
và Q
2
là nhiệt lượng cần cung cấp cho nước và ấm nhôm trong hai lần đun,
ta có:
Q
1
=
( )
tcmcm ∆+
221.1
; Q
2
=
( )
tcmcm ∆+ .2
2211
(0,5đ)
(m
1,
m
2
là khối lượng nước và ấm trong hai lần đun đầu).
Mặt khác, do nhiệt toả ra một cách đều đặn nghĩa là thời gian đun càng lâu thì nhiệt
toả ra càng lớn. Do đó:
Q
1
= kt
1

; Q
2
= kt
2
; (k là hệ số tỉ lệ nào đó)
Ta suy ra:
kt
1
=
( )
tcmcm ∆+
2211
; kt
2
=
( )
tcmcm ∆+
2211
2
(0,5đ)
Lập tỷ số ta được :
=
1
2
t
t
2211
11
2211
2211

1
2
cmcm
cm
cmcm
cmcm
+
+=
+
+
hay: t
2
= ( 1+
2211
11
cmcm
cm
+
) t
1
(0,5đ)

Vậy : t
2
=(1+
880.3,04200
4200
+
).10 = (1+0,94).10 = 19,4 phút. (0,5đ)
Câu 2:

+ −
+ −
Ta có : U
BC
= I.R
BC
=
BC
BC
R
R
U
.
R
1
+
=
2
2
2
2
1
.
.
.
R
RR
RR
RR
RR

U
V
V
V
V
+
+
+
(0,5đ)
Thay số vào ta được : U
BC
= 90V (0,5đ)
Vậy vôn kế chỉ 90V .
Câu 3: (2 đ)
- Gọi S
1
, S
2
là quảng đường đi được cho đến khi 2 vật gặp nhau
Quảng đường đi được của mỗi vật cho đén khi gặp:
S
1
= V
1
.t , 0,25 đ
2
2
a)Cường độ dòng điện qua R
1
(Hình vẽ)

I
1
=
)(03,0
2000
60
1
1
A
R
U
==
(0,5đ)
Cường độ dòng điện qua R
2
là:
I
2
=
)(04,0
3000
60180
2
A
R
UU
AB
=
−
=

−
(0,5đ)
b)Trước hết ta tính R
V
:
Hình vẽ câu a ta có:
I
2
= I
V
+ I
1

Hay : I
V
= I
2
– I
1
= 0,04 - 0,03 = 0,01 (A).
vậy : R
V
=
)(6000
01,0
60
1
Ω==
V
I

U
(0,5đ)
V
A
I
1
R
1
R
2
B
C
U
+
−
R
1
I
V
I
1
R
2
B
U
V
V
V
Vv
v

V
S
2
= V
2
. t
Khi 2 vật gặp nhau thì: S
1
- S
2
= AB = 340m.

0,25 đ
AB = S
1
–S
2
= ( V
1
– V
2
). t
⇒
V
1
– V
2
=
AB
t

=
340
136
= 2,5 m/s
0,5 đ
Theo bài ra ta có: V
1
- V
2
= V
1
-
1
2
V
=
1
2
V
= 2,5
⇒
V
1
= 5 m/s
Vận tốc vật thứ 2: V
2
=
1
2
V

= 2,5 m/s
0,5 đ
0,25
Câu 4: (3 đ)
a) (1,5 đ) Mạch điện được mắc như sau: ( R
1
nt R
2
)// ( R
3
nt R
x
) (0,25 đ)
Điện trở tương đương của đoạn mạch là: R
ABD
=R
1
+R
2
= 40 +70 =110
Ω
(0,25 đ)
Cường độ dòng điện trong mạch rẽ ABD là : I
ABD
=
A
R
U
ABD
2,0

110
22
==
(0,5 đ)
Cờng độ dòng điện trong mạch rẽ ACD là: I
ACD
= I – I
ABD
= 0,3- 0,2 = 0,1A (0,5 đ)
b)Điện trở tương đương của đoạn mạch rẽ ACD là:
R
3x
= U/I
ACD
= 22 / 0,1 = 220
Ω
(0,25 đ)
R
3x
= 220
Ω
= R
3
+R
x
= 60+ R
x

⇔
R

x
= 160
Ω
(0,25 đ)
Điện trở suất của dây hợp kim đó là:
m
l
SR
Ω≈==
−
−
6
2
3
10.5,2
2
14,3.)
10
.1,0.(160
.
ρ
( 0,5 đ)
c) Hiệu điện thế giữa hai đầu R
1
U
1
= U
8
110
40

.22.
21
1
==
+
RR
R
V (0,25 )
Hiệu điện thế giữa hai đầu R
3
U
3
= U.
6
220
60
.22
3
3
==
+
RxR
R
V (0,25 đ)
Hiệu điện thế giữa hai điẻm BC là:
U
B C
= U
3
- U

1
= 6V- 8V = - 2V (0,5 đ).
3
3
Ta thấy: U
B C
= -2V< 0 vôn kế chỉ 2V. Nên vôn kế mắc vào hai điểm B và C có
cực dương (+) của vôn kế mắc vào điểm C. (0,5
đ)
4
4
Câu 4: (3điểm)
Khi trút lượng nước m từ bình 2 sang bình 1, gọi nhiệt độ cân bằng ở bình 1 là: t’
1

(0,25 đ)
Ta có phương trình cân bằng nhiệt:
mc(t
2
- t’
1
) = m
1
c(t’
1
- t
1
)
⇔
m(t

2
- t’
1
) = m
1
(t’
1
- t
1
)
Ta đợc: t’
1
=
mm
tmtm
+
+
1
112
(1) ( 1,0 đ)
Khi trút lượng ]nước m từ bình 1 sang bình 2 , gọi nhiệt độ cân bằng ở bình 2 là t’
2
.
( 0,5 đ)
Ta có phương trình cân bằng nhiệt:
mc(t’
2
- t’
1
) = (m

2
- m).c. (t
2
- t’
2
)
⇔
m.t’
2
- m.t’
1
= (m
2
- m).(t
2
- t’
2
)
ú m. t’
2

- (m
2
– m).(t
2
– t’
2
) = m.t’
1

Ta đợc: t’
1
=
m
ttmmtm
ll
)).((.
2
22
2
−−−
(2) (1,0 đ)
Phơng trình (1) = phương trình (2)
mm
tmtm
+
+
1
112
=
m
ttmmtm
ll
)).((.
2
22
2
−−−
(0,5 đ)
Giải phương trình trên ta đợc:

5
5
m =
1
)4038.(8)4020.(4
)4038.(8.4
).().(
)(
2
'
22211
2
'
221
=
−−−
−
=
+−−
−
ttmttm
ttmm
(kg) (0,5 đ)
Thay m vào pt (1) ta có: t’
1
=
=
+
+
14

20.440.1
24
0
C
Vậy: nhiệt độ cân bằng ở bình 1 là: t’
1
= 24
0
C
Khối lượng ]nước trút mỗi lần là: m = 1 (kg). (0,25 đ)
Câu3: ( 2,5 điểm)
Có 2 bình cách nhiệt. Bình 1 chứa m
1
= 4kg nước ở nhiệt độ t
1
= 20
0
C. Bình 2 chứa
m
2
= 8kg nước ở nhiệt độ t
2
= 40
0
C. Người ta trút một lượng nước m từ bình 2 sang
bình 1. Sau khi nhiệt độ ở bình 1 đã ổn định, người ta lại trút lượng nước m từ bình
1 sang bình 2.Nhiệt độ ở bình 2 khi cân bằng nhiệt là t’
2
= 38
0

C.
Hãy tính lượng nước m đã trút trong mỗi lần và nhiệt độ ổn định t’
1
ở bình 1 ?
Bài 2:(2,0diểm)
Một bếp dầu đun sôi 1 lít nước đựng trong ấm bằng nhôm khối lượng m
2
=
300g thì sau thời gian t
1
= 10 phút nước sôi .Nếu dùng bếp trên để đun 2 lít nước
trong cùng điều kiện thì sau bao lâu nước sôi ?(Biết nhiệt dung riêng của nước và
nhôm lần lượt là c
1
= 4200J/kg.K ; c
2
= 880J/kg.K .Biết nhiệt do bếp dầu cung cấp
một cách đều đặn
Câu1:
Gọi Q
1
và Q
2
là nhiệt lượng cần cung cấp cho nước và ấm nhôm trong hai lần đun,
ta có:
Q
1
=
( )
tcmcm ∆+

221.1
; Q
2
=
( )
tcmcm ∆+ .2
2211
(0,5đ)
(m
1,
m
2
là khối lượng nước và ấm trong hai lần đun đầu).
Mặt khác, do nhiệt toả ra một cách đều đặn nghĩa là thời gian đun càng lâu thì nhiệt
toả ra càng lớn. Do đó:
Q
1
= kt
1
; Q
2
= kt
2
; (k là hệ số tỉ lệ nào đó)
Ta suy ra:
kt
1
=
( )
tcmcm ∆+

2211
; kt
2
=
( )
tcmcm ∆+
2211
2
(0,5đ)
Lập tỷ số ta được :
=
1
2
t
t
2211
11
2211
2211
1
2
cmcm
cm
cmcm
cmcm
+
+=
+
+
hay: t

2
= ( 1+
2211
11
cmcm
cm
+
) t
1
(0,5đ)

Vậy : t
2
=(1+
880.3,04200
4200
+
).10 = (1+0,94).10 = 19,4 phút. (0,5đ)
6
6