Đề thi HSG Vật lí 9 - Đề số 04

UBND HUYỆN THUỶ NGUYÊN
PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI

MÔN: VẬT LÝ 9

Thời gian: 90 phút (Không kể thời gian giao đề)
Câu 1: (2 điểm)
Lúc 7 giờ một người đi xe đạp đuổi theo một người đi bộ cách anh ta 10km. Cả
hai chuyển động đều với các vận tốc 12 km/h và 4 km/h. Tìm vị trí và thời điểm người
đi xe đạp đuổi kịp người đi bộ
Câu 2. (2điểm)
Một khối gỗ hình hộp đáy vuông, chiều cao h=19cm, nhỏ hơn cạnh đáy. Khối
gỗ được thả trong một bình nước, tính phần cao nhô lên khỏi mặt nước.
Biết khối lượng riêng của gỗ là 880kg/m3, của nước là 1000kg/m3.
Câu 3: (2 điểm)
Một nhiệt lượng kế bằng nhôm có khối lượng 100g chứa 400g nước ở nhiệt độ
10oC. Người ta thả vào nhiệt lượng kế một hợp kim nhôm và thiếc có khối lượng 200g
được nung nóng tới nhiệt độ 120oC. Nhiệt độ cân bằng của hệ thống là 14 oC. Tính khối
lượng nhôm và thiếc có trong hợp kim.
Cho biết nhiệt dung riêng của nhôm là 880J/Kg.K , nước 4200J/Kg.K, thiếc là
230J/Kg.k
Câu 4: (2 điềm)
Cho mạch điện như hình vẽ.
Biết Ro=16 Ω ; Khi di chuyển con
u
chạy C thấy có 2 giá trị khác nhaucủa biến
trở
là
R1 ;

R2
làm
công
suất
c
rên biến trở ở 2 trường hợp bằng nhau.
Tính R1 và R2 ? Biết R1 =4R2.
A
B
R
0

Câu 5: (2 điềm)
Một ấm bằng nhôm có khối lượng 0,4kg chứa 0,5 lít nước ở 30oC. Để đun sôi
nước người ta dùng một bếp điện loại 220V-1100W. Hiệu suất của bếp là 88%. Cho
biết nhiệt dung riêng của nhôm là 880J/kg.K của nước là 4200J/Kg.K, nhiệt hóa hơi
của nước là L = 2,4.106J/Kg.
Bếp dùng ở hiệu điện thế U = 220V, bỏ qua sự tỏa nhiệt của ấm và nước ra môi trường.
a) Tính thời gian cần để đun sôi nước.
b) Khi nước bắt đầu sôi, nếu đun thêm 4 phút thì có bao nhiêu phần trăm lượng
nước hóa hơi.
--------------- HẾT ---------------


UBND HUYỆN THUỶ NGUYÊN
PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

HƯỚNG DẪN CHẤM THI CHỌN HSG
MÔN: VẬT LÝ 9

Nội dung
Câu 1:

s1

v1

.

A

s

.

Điểm

v2

B

s2

.

C

Cách 1:
- Gọi s1 là quãng đường người đi xe đạp đi được, s2 là quãng đường mà người
đi bộ đi được.

- Quãng đường người đi xe đạp đi được là:
s1 = v1.t
- Quãng đường người đi bộ đi được là:
s2 = v2.t
- Khi người đi xe đạp đuổi kịp người đi bộ:
s1 = s + s 2
 v1.t = s + v2.t
 (v1 – v2).t = s
t=

s
10
=
= 1,25 giờ
8
v1 − v2

Vì xe đạp khởi hành lúc 7 giờ nên thời điểm gặp nhau là: 7 + 1,25 = 8,25 giờ
hay 8 giờ 15 phút
Hai xe cách nơi xe đạp xuất phát một đoạn là:
AB = s1 = v1.t = 12. 1,25 = 15 (km)
(Hai xe cách nơi người đi bộ xuất phát một đoạn là: BC = s2 = v2.t = 5km)
Cách 2:
- Gọi s là khoảng cách ban đầu của xe đạp và người đi bộ
- Thời gian xe đạp đuổi kịp người đi bộ:
t=

s
10
=

= 1,25 giờ
8
v1 − v2

Vì xe đạp khởi hành lúc 7 giờ nên thời điểm gặp nhau là: 7 + 1,25 = 8,25 giờ
hay 8 giờ 15 phút
Hai xe cách nơi xe đạp xuất phát một đoạn là:
AB = s1 = v1.t = 12. 1,25 = 15 (km)
(Hai xe cách nơi người đi bộ xuất phát một đoạn là: BC = s2 = v2.t = 5km)
Câu 2 :
Tóm tắt : h = 19cm ;
D1 = 880kg/m3  d1 = 8800N/m3
D2 = 1000kg/m3  d2 = 10000N/m3
y = ? (cm)
Giải : Gọi x là phần gỗ chìm trong nước, y là phần gỗ nỗi trên mặt nước

0,125
0,125

1
0,375
0,375

1,25
0,375
0,375

0,125
0,125

Khối gỗ chịu 2 lực tác dụng cân bằng (lơ lửng)
- Trọng lượng của khối gỗ : P = d1. V = d1 . S . h
- Lực đẩy Acsimet tác dụng lên khối gỗ :
F A = d2 . V x = d2 . S . x
Mà P = FA  d1 . S . h = d2 . S . x


x=

d1.h
= 16,72(cm)
d2

(m3.8.8 + m4.2.3) =

Mà
m3 + m4 = 0,2Kg
Từ (1) và (2) ta được

7072
10600

0,25
0,5
0,375

Vây phần nhô lên khỏi mặt nước của khối gỗ cao :
y = h – x = 19 – 16,72 = 2,28 (cm)
Câu 3: Tóm tắt

m1 = 100g = 0,1Kg , m2 = 400g = 0,4Kg , m = m3 + m4 = 200g = 0,2Kg
C1 = 880J/Kg.K , C2 = 4200J/Kg.K, C3 = 230J/Kg.K
t1 = 10oC , t2 = 20oC , t’1 = 14oC
Tính m1 = ? , m2 = ?
Giải:
Gọi m3, m4 là khối lượng nhôm và thiếc có trong hợp kim,
Ta có: m = m3 + m4 = 200g = 0,2Kg
Nhiệt độ do hợp kim tỏa ra để giảm từ 120oC đến 14oC là:
Q = (m3.C1 + m4.C3).(t’1 - t2) = (m3.880 + m4.230).(120 - 14)
Q = 10.600.(m3.8.8 + m4.2.3)
Nhiệt lượng của nhiệt lượng kế thu vào để tăng đến 14oC
Q’ = (m1.C1 + m2.C2)(t2 – t1) = (0,1.880 + 0,4.4200).(14-10)
Q’ = 7072 (J)
Phương trình cân bằng nhiệt Q = Q’
10.600.(m3.8.8 + m4.2.3) = 7072


0,25

(1)

(2)
m3 = 0,032 (kg)
m4 = 0,168 (kg)

0,375

0,25

0,25

0,375
0,375

0,5
0,125
0,125

Câu 4:
Tóm tắt: Ro = 16 Ω ; P1= P2 ; R1 = 4R2 ; R1 =? ; R2=?
Giải
Công suất trên biến trở khi có giá trị R 1:
Ta có : I1 =

u
u
R1.u 2
2
=
với P1 = R1.I1 =
Rtd R0 + R1
( R0 + R1 ) 2

0,25

Công suất trên biến trở khi có giá trị R 2:
Ta có : I 2 =

u
u
R2 .u 2

2
=
với P2 = R2 .I 2 =
Rtd R0 + R2
( R0 + R2 ) 2

Tính R1 và R2 :
Mà P1= P2 nên
R1.u 2
R2 .u 2
R1
R2
=
⇔
=
2
2
2
( R0 + R1 )
( R0 + R2 )
( R0 + R1 )
( R0 + R2 ) 2

Với R1 = 4R2

0,25

0,25
0,25
0,25

0,25


⇒

4 R2
R2
=
2
(16 + 4 R2 )
(16 + R2 ) 2

⇔ 4(16 + R2 ) 2 = (16 + 4 R2 ) 2
⇔ 1024 + 4 R22 = 256 + 16 R22

0,25
0,25

⇔ 12 R22 − 768 = 0
⇔ R22 − 64 = 0

⇒ R2 = 8 ( Ω )

Đáp số :

R 1 = 4R2 = 4.8 = 32 ( Ω )
R1 = 32 Ω ; R2 = 8 Ω

Câu 5
a) Nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi ấm nước là

Qi = (mnhôm . cnhôm + mnước. Cnước ) ∆ t = (0,4.880 + 0,5. 4200) 70 = 171640 J
Nhiệt lượng do bếp tỏa ra là
H =

Qi
Q
171640
. 100 0 0 ⇒ Qtp = i . 100 0 0 =
. 100 0 0 = 195045,5 J
Qtp
H
88 0 0

Theo định luật bảo toàn năng lượng: A = Qtp
Vì bếp được sử dụng ở hiệu điện thế U = 220V bằng hiệu điện thế định mức,
nên bếp tiêu thụ một công suất điện: P = 1100W
Thời gian đun sôi nước là:
A 195045,5
= 177,31s ≈ 3 phút
A = P. t ⇒ t = =
P
1100

b) Điện năng mà bếp tiêu thụ khi đun thêm 4 phút nữa là
A = P. t = 1100. 4. 60 = 264000J
Nhiệt lượng cung cấp cho nước hóa hơi là
Q = H . A = 0,88 . 264000 = 232320J
Khối lương nước được hóa hơi là
Q 232320
= 0, 0968 g

Q = L.m ⇒ m = =
L 2, 4.106
0, 0968
.100 0 0 ≈ 19,36%
Phần trăm lượng nước hóa hơi là :
0,5

--------------- HẾT ---------------

0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25