HSG vat li 9 2016 2017TP Uông Bí

PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
THÀNH PHỐ UÔNG BÍ

---------------ĐỀ CHÍNH THỨC
có 01 trang

ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 CẤP THÀNH PHỐ
NĂM HỌC 2016-2017
MÔN VẬT LÍ

Ngày thi: 27/12/2016
Thời gian làm bài: 150 phút
(không kể thời gian giao đề)

Họ và tên, chữ ký
của giám thị số 1:
......................................
.......................................

Câu 1: (5,0 điểm)
Một quả cầu làm bằng kim loại có khối lượng riêng D = 7500 kg/m 3 nổi trên mặt
nước. Biết tâm của quả cầu nằm trên cùng mặt phẳng với mặt thoáng của nước. Bên trong
quả cầu có một phần rỗng có thể tích V 0. Biết khối lượng của quả cầu là 350g, khối lượng
riêng của nước Dn = 1000 kg/m3.
a) Tính V0.
b) Người ta bơm nước vào phần rỗng của quả cầu. Hỏi phải bơm khối lượng nước là
bao nhiêu để quả cầu bắt đầu chìm hoàn toàn trong nước.
G1
Câu 2: (4,0 điểm)
Hai gương phẳng G1, G2 quay mặt phản xạ vào nhau
và hợp với nhau một góc α = 600. Một điểm sáng S nằm

x
60o S
trên đường phân giác Ox của góc tạo bởi 2 gương và cách O
O
một khoảng R = 5cm (hình 1).
a) Trình bày cách vẽ và vẽ một tia sáng từ S sau khi
phản xạ lần lượt trên G1, G2 lại truyền qua S.
G
(Hình 1) 2
b) Gọi S1, S2 lần lượt là ảnh đầu tiên của S qua G 1, G2.
Tính khoảng cách giữa S1 và S2.
Câu 3: (4,0 điểm)
Một cần cẩu mỗi phút đưa được 1200 viên gạch lên cao 6m, khối lượng mỗi viên
gạch là 1,8kg.
a- Tính hiệu điện thế và công suất mà mạch điện cung cấp cho cần cẩu. Biết rằng
dòng điện qua động cơ bằng 15,34A và hiệu suất của cần cẩu là 64%.
b- Công suất tiêu hao để thắng ma sát chiếm 70%, còn lại là mất mát năng lượng
do tỏa nhiệt trong động cơ. Tính điện trở của động cơ.
Câu 4: (4,0 điểm)
R
M
N
Một máy sấy nhỏ có điện trở R, được mắc vào mạch điện
như hình 2. Trong đó nguồn điện có hiệu điện thế U = 10V
không đổi, r = 1Ω.
U
r
a. Biết công suất của máy khi sấy là 10W, hãy tính hiệu
điện thế thực tế UMN của máy sấy này?
(Hình 2)

b. Một bạn định nâng công suất toả nhiệt của máy sấy lên
27W bằng cách thay đổi điện trở R có được không? Tại sao?
Câu 5: (3,0 điểm)
Một ấm điện bằng nhôm có khối lượng 0,5kg chứa 2kg nước ở 25 oC. Muốn đun sôi
lượng nước đó trong 20 phút thì ấm phải có công suất là bao nhiêu?
Biết rằng nhiệt dung riêng của nước và nhôm lần lượt là c = 4200 J/kg.K, c1 = 880J/kg.K và
30% nhiệt lượng toả ra môi trường xung quanh.
--------------------- Hết ---------------------


PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
THÀNH PHỐ UÔNG BÍ

HƯỚNG DẪN CHẤM
KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9
NĂM HỌC 2016 - 2017
MÔN VẬT LÝ

Bài

Sơ lược cách giải
a, Gọi thể tích quả cầu là V, thể tích phần rỗng làV0 , thể tích phần
đặc là V1 => V = V1 + V0.
Theo bài khi quả cầu nằm cân bằng trên mặt nước thì thể tích phần
quả cầu chìm trong nước là
quả cầu là: FA =

V
2

, do đó lực đẩy Ácsimet tác dụng lên

Điểm

1,0

d n .V
2

Trọng lượng của quả cầu là: P = dV1 = d(V- V0).
Khi đó ta có: P = FA



d n .V
2

⇒ V=

= d(V- V0)

2dV0
2d − d n

1,0

Thể tích phần đặc của quả cầu là:
V1= V - V0 =
Câu 1
(5,0

điểm)

2dV0
2d − d n

- V0 =

Khối lượng của quả cầu là: m = DV1=

d n V0

0,5

2d − d n

d n DV0
2d − d n

⇒V =
0

m(2D − Dn )
Dn D

0,5

Thay số và tính được: V0 = 6,53.10-4 m3.
b, Gọi khối lượng nước bơm vào phần rỗng đến khi quả cầu bắt đầu
chìm hoàn toàn trong nước là mn. Khi đó ta có :
Trọng lượng quả cầu và nước trong đó là P + Pn = 10.( m+ mn)

Lực đẩy Ácsimet tác dụng lên quả cầu là:
FA = 10.Dn. V = 10. Dn. ( V1 + V0).
Khi quả cầu nằm cân lơ lửng thì:
FA = P + Pn  10. Dn. ( V1 + V0) = 10.( m + mn)
 Dn. ( V1 + V0) = m + mn => mn = Dn. (

Câu 2
(4,0
điểm)

0,5
0,5
0,5

m
+ V0) - m.
D

Thay số và tính ta được : mn ≈ 0,35 kg.
Vậy khối lượng nước cần bơm vào phần rỗng là m n = 0,35 kg thì quả
cầu đó bắt đầu chìm hoàn toàn trong nước.
a, Cách dựng:
-Lấy S1 đối xứng với S qua G1 , S1’ đối xứng với S1 qua G2
=> S1 là ảnh của S qua G1, S1’ là ảnh của S1 qua G2.
- Nối S1’ với S cắt G2 tại H , nối S1 với H cắt G1 tại K .
Nối K với H ta được SKHS là đường truyền của tia sáng cần dựng.

0,5

0,5

Bài

Sơ lược cách giải

Điểm
1,0

S1

G1

K

S

O
H
’

G2

S1 ’
S1

b,

300
300 I

O

1,0

G1

S

G2

S2

0
·
Xét tam giác cân OSS1 có SOS
1 = 60 => Tam giác OSS1 đều.
→ SS1 = OS = R.
Nối S1 với S2 cắt OS tại I => OS vuông góc với SS1

1,5

· S = 300 => IS = 1 SS1 = R .
Xét tam giác vuông ISS1 có IS
1
2

2

R

Và IS1 = SS12 − IS 2 = R 2 − =
4

2

R 3
.
2

=> S1S2 = R 3 = 5 3 (cm)
a. Đưa 1200 viên gạch lên cao 6m cần cẩu đã thực hiện công có ích
là:
Ai = P.h = 10.m.h = 10.1200.1,8.6 = 129600 (J)
Công suất có ích: Pi =
Câu 3
(4,0
điểm)

A

Ai 129600
=
= 2160(W )
t
60

p

i
i

Có: H = A .100% = P .100%
tp
tp

→ Ptp = 3375(W)

Mặt khác P = U.I → U = 220V
Công suất hao phí: Php = Ptp - Pi = 3375 - 2160 =1215(W)
Công suất tiêu hao do mất mát năng lượng do tỏa nhiệt trong động cơ
bằng Ptn = 30%Php = I2R → R=

3,0

30%.Php
I2

30%.1215
=
≈ 1,55(Ω)
15,34 2

1,0


Bài

Câu 4
(4,0
điểm)

Câu 5
(3,0
điểm)

Sơ lược cách giải
Điểm
a) Ta có I = U/ (R + r) = 10/ (R + 1)
Công suất của máy sấy là P = I2.R
 P = 100R/ (R2 + 2R + 1)
1,0
2
 PR + 2(P – 50)R + P = 0
 Thay P = 10W ta có R2 - 8R +1 = 0
0,5
Giải phương trình ta được hai giá trị của R là R1 ≈ 7,9Ω, R2 ≈ 0,13Ω
UMN = I.R = 10R/ (R+ 1)
0,5
0,25
Với R= R1 = 7,9Ω thì UMN = I.R = 10R/ (R+ 1) = 8,9V
0,25
Với R= R2 = 0,13Ω thì UMN = I.R = 10R/ (R+ 1) = 1,15V
2
b) Để phương trình PR + 2(P - 50)R + P = 0 có nghiệm thì
1,0
∆ = (P- 50)2 - P2 = 2500 - 100P ≥ 0 => P ≤ 25W
Vậy chỉ có thể nâng công suất tối đa của máy sấy lên 25W khi mắc
vào nguồn điện này nên không thể nâng công suất của máy lên 27W 0,5
được.
+ Nhiệt lượng cần để tăng nhiệt độ của ấm nhôm từ 25oC tới 100oC
0,5

là:
Q1 = m1c1 ( t2 - t1 ) = 0,5.880.( 100 - 25 ) = 33000 ( J )
+ Nhiệt lượng cần để tăng nhiệt độ của nước từ 25oC tới 100oC là:
0,5
Q2 = mc ( t2 - t1 ) = 2.4200.( 100 - 25) = 630000 ( J )
+ Nhiệt lượng tổng cộng cần thiết:
0,5
Q = Q1 + Q2 = 663000 ( J )
(1)
+ Mặt khác nhiệt lượng có ích để đun nước do ấm điện cung cấp
trong thời gian 20 phút.
Q = H.P.t
(2)
1,5
(Trong đó H = 100% - 30% =70% )
+Từ (1) và (2) : P =

Tổng điểm :

Q 663000.100
=
= 789,3( W)
H.t
70.1200

20