Tổng hợp đề thi HSG Vật Lý lớp 9 (9)

PHÒNG GD&ĐT THANH OAI
TRƯỜNG THCS ĐỖ ĐỘNG
Họ và tên : Phạm Thị Tuyết Lan
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9
NĂM HỌC 2013 – 2014
M«n thi: VẬT LÝ
Thêi gian: 150 phót (kh«ng kÓ thêi gian giao ®Ò)
Bài 1: (7 điểm )
1. Một biến trở con chạy có điện trở lớn nhất là 20 Ω. Dây điện trở cảu nó là dây hợp kim
nicrôm có tiết diện 0,5mm
2
,
điện trở xuất bằng 10
-6
Ωm được quấn đều xung quanh một lõi
sứ hình trụ đường kính 1,6 cm. Tính số vòng dây của biến trở này ?
2. Biến trở trên được mắc vào mạch điện M C N
(hình 1) sao cho con chạy C có chính giữa
của biến trở. Biết U
o
= 30V không đổi,
R
0
= 50 Ω; điện trở Ampe kế và dây nối nhỏ
không đáng kể, điện trở vôn kế vô cùng lớn.
a. Tính số chỉ của Ampe kế và Vôn kế ?
b. Dịch chuyển con chạy C dần về phía N.
Hỏi số chỉ các dụng cụ thay đổi như thế nào ?
U
0
(Hình 1)

Bài 2: (6điểm):
Một bình đung nước vỏ bằng nhôm, khối lượng vỏ m
1
= 400g đang chứa m
2
= 800g
nước ở nhiệt độ 20
0
C.
a – Rót thêm vào bình một lượng nước m
3
ở nhiệt độ 5
o
C. Khi cân bằng nhiệt, nhiệt
độ nước trong bình là 10
o
C, bỏ qua nhiệt lượng tỏa ra môi trường. Tìm m
3
?
b – Bình nước đã cân bằng nhiệt ở câu a, đem đun sôi bằng bếp dầu hỏa hiệu suất
30%. Hỏi với lượng dầu 70g có đủ để đun hay không ? Thừa hay thiếu bao nhiêu gam ?
Cho biết nhiệt dung riêng của nhôm C
1
= 880 J/KgK; của nước C
2
= 4200 J/KgK; Năng
suất tỏa nhiệt của dầu q = 45.10
6
J/Kg.
Bài 3 ( 7 điểm )

Cho mạch điện như hình 3. R
4
M Đ
2

A
+ -
B
K
Đ
1
R
3
N
Hình 3
V
A

A
Đèn Đ
1
ghi 6V - 3W; đèn Đ
2
ghi 6V - 6W; R
3
= 6 Ω điện trở của Ampe kế và dây nối
không đáng kể. Ban đầu khóa K đang mở. Đặt vào A,B một hiệu điện thế không đổi U
AB

thì thấy cả hai đền đều sáng bình thường.

1. Tính U
AB
và R
4
?
2. Khóa K đóng:
a. Tính số chỉ của Ampe kế, chỉ rõ chiều dòng điện qua nó ? Nhận xét về độ
sáng của các đèn ?
b. Thay Ampe kế bằng Vôn kế (một chiều có điện trở vô cùng lớn). Tìm số
chỉ của vôn kế và cách mắc Vôn kế ?
ĐÁP ÁN - BIỂU ĐIỂM VẬT LÝ 9
Bài 1 ( 7 điểm)
1. ( 3điểm)
+ Chiều dài của dây điện trở làm biến trở:
10
10
10.05.20.
6
6
===
−
−
ρ
SR
l
( m) ( 1đ)
+ Chiều dài của một vòng:

05,0016,0.14,3. ≈== dC
π

(m) ( 1đ)
+ Số vòng quấn trên lõi sứ:

200
05,0
10
===
C
l
n
( vòng) ( 1đ)
2. ( 4 điểm)
a) ( 3 đ)
+ Phần điện trở của biến trở tham gia vào mạch điện là.
Ω== 10
2
MN
MC
R
R
. Amphe kế đo I
m
; Vôn kế U
Ro.
( 0,75đ)
+ Vì R
a
≈ 0 ; R
v
= ∞ nên : R

tđ
= R
MC
+ R
0
= 60 (Ω) ( 0,75đ)
+
)(5,0
60
30
0
A
Rt
U
I
m
===
. Ampekế chỉ 0,5 A. ( 0,75 đ)
+ U
V =
U
R0
= I
m
. R
0
= 0,5 . 50 = 25 (V) ( 0,75 đ)
Vôn kế chỉ 25 V
b) ( 1 điểm)
Khi con chạy C dịch phí N thì R

MC
tăng.
R
MC
tăng mà R
0
const R
tđ
tăng.
R
tđ
tăng mà U
0
const I
m
giảm hay số chỉ Ampekế giảm dần.
I
m
giảm mà R
0
const U
v
giảm hay số chỉ vôn kế giảm dần.
Bài 2 ( 6điểm)
a. ( 3điểm)
+ Nhiệt lượng tỏa ra của bình nhôm và nước 20
0
C. ( 0,75đ)
Q
tỏa

= ( C
1
m
1
+ C
2
m
2
) ( 20 – 10 )
= ( 880 . 0,4 + 4200 . 0,8) . 10 = 37120 (J)
+ Nhiệt lượng thu vào của nước 5
o
C. ( 0,75đ)
Q
thu
= C
2
. m
3
(10 – 5).
= 4200 . m
3
. 5 = 21 000 m
3
(J)
+ Vì bỏ qua nhiệt lượng hao phí tỏa ra môi trường nên. ( 0,75đ)
Q
tỏa
= Q
thu.

Hay : 21 000 m
3
= 37120 ;
77,1
21000
37120
3
≈=m
( kg)
+ Vậy khối lượng nước 5
o
C rót thêm vào bình là 1,77 ( Kg) và trong bình bây giờ có
( 1,77 + 0,8 ) = 2,57 Kg nước ở 10
0
C. ( 0,75đ)
b. ( 3 điểm)
+ Nhiệt lượng có ích cần thiết để bình nước tăng từ 10
0
C tời 100
0
C. ( 0,75đ)
Q
i
= [C
1
m
1
+ C2(m2 + m
3
)] (100 – 10)

=[ 880 . 0,4 + 4200 . 2,57] . 90
= 1 003 140 (J)
+ Nhiệt lượng toàn phần do dầu cháy tỏa ra. ( 0,75đ)
3343800
30,0
1003140
===⇒=
H
Q
Q
Q
Q
H
i
tp
tp
i
( J)
+ Khối lượng dầu cần thiết để đun là ( 0,75đ)
0743,0
10.45
3343800
6
≈==
d
tp
d
q
Q
m

( Kg)
3,74≈
(g)
+ So dánh số lượng dầu 70 g đầu bài cho, thì sẽ thiếu . ( 0,75đ)
74,3 – 70 = 4,3 ( g)
Bài 3 ( 7 điểm)
1.( 3,5 điểm) : Khóa K mở; các đèn sáng bình thường.
+ Tính cường độ định mức và điện trở các đèn. ( 1,5đ)
)(1
6
6
)(5,0
6
3
2
2
2
1
1
1
A
U
P
I
A
U
P
I
===
===

)(6
1
6
)(12
5,0
6
2
2
2
1
1
1
Ω===
Ω===
I
U
R
I
U
R
+ Mạch điện khi K mở có dạng : ( R
4
nt Đ
2
) ∕∕ (Đ
1
nt R
3
)
+ U

AB
= U
1
+ I
1
. R
3
= 6 + 0,5 . 6 = 9 ( V) ( 0,5đ)
+ U
AM
= U
AB
– U
2
= 9 – 6 = 3 (V) ( 0,5đ)
+
)(3
1
3
2
4
Ω===
I
U
R
AM
( 0,5đ)
2. ( 3,5điểm)
a. ( 2điểm)
+ Giả sử chiều dòng điện từ M đến N : Tại M có : I

a
= I
4
– I
2
(0,5đ)
Do R
a
0
≈
nên chập M
≡
N mạch điện có dạng : R
4
// Đ
1)
nt (Đ
2
// R
3
)
+
)(4,534,2
.
.
32
32
14
14
Ω=+=

+
+
+
=+=
RR
RR
RR
RR
RRR
MBAMAB
( 0,5đ)
)(49.
4,5
4,2
. VU
R
R
U
R
R
U
U
AB
AB
AM
AM
AB
AM
AB
AM

===⇒=
( = U
1
) ( 0,5đ)
)(549 VUUU
AMABMB
=−=−=⇒
( = U
2
)
+ So sánh với U
1
= U
2
= 6 V thì cả 2 đèn đều sáng yếu hơn bình thường ( 0,25đ)
+
)(
3
4
4
4
A
R
U
I
AM
==
;
)(
6

5
2
2
A
R
U
I
mb
==
;
)(5,0
6
5
4
3
AI
a
=−=
Ampekế chỉ 0,5 A và chiều giả sử đúng.
b. ( 1,5 điểm)
+ Thay ampe kế bằng vôn kế 1 chiều (R
v
= ∞)
⇒
không có dòng qua (V)
Nên mạch điện lại giống như khi K mở ( câu 1). Các đèn Đ
1,
Đ
2
lại sáng bình thường.

+ U
AM
= 3V
U
AN
= U
1
= 6V

⇒
U
MN
= U
AN
– U
AN
= 3 ( v)

⇒
Vôn kế chỉ 3 V và cực dương của vôn kế mắc tại điểm M, cực âm mắc tại N