Đề thi HSG Vật lí 9 - Đề số 6

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)
Câu1: (2điểm)
Một cục nước đá hình lập phương có cạnh là h = 10cm,
nổi trên mặt nước trong một chậu đựng đầy nước. Phần nhô
lên mặt nước có chiều cao 2cm. Trọng lượng riêng của nước
là 10.000N/m3.
a) Tính khối lượng riêng của nước đá ?
b) Nếu nước đá tan hết thành nước thì nước trong
chậu có chảy ra ngoài không ? Tại sao ?

2cm

h

h1

Câu2:(2,5 điểm)
Trong ruột của một khối nước đá lớn ở 00C có một cái hốc với thể tích
V = 160cm3. Người ta rót vào hốc đó 60gam nước ở nhiệt độ 750C. Hỏi
a/Tính nhiệt lượng do 60gam nước toả ra khi nguội tới 00C ?
b/ khi nước nguội hẳn thì thể tích hốc rỗng còn lại bao nhiêu? Cho khối lượng
riêng của nước là Dn = 1g/cm3 và của nước đá là Dd = 0,9g/cm3; nhiệt dung riêng của
nước là C = 4200J/kg.K và để làm nóng chảy hoàn toàn 1kg nước đá ở nhiệt độ nóng
chảy cần cung cấp một nhiệt lượng là 3,36.105J.(3 điểm)
C

Câu3:( 3điểm)
Cho mạch điện như hình vẽ. Biết UAB = 10V;
R1
R1 = 2 Ω ; Ra = 0 Ω ; RV vô cùng lớn ; RMN là biến trở
V
A
là một dây dẫn điện có chiều dài 1,5m
tiết diện không đổi S = 0,1mm2,
điện trở suất ρ = 4.10-7 Ωm.
M
D
N
A
a. Tính điện trở lớn nhất của biến trở ?
b. Tính hiệu điện thế giũa 2 điểm A,D ? biết rằng ampekế chỉ 1A
c. Con chạy đặt ở vị trí nào thì ampe kế chỉ 1A. Lúc này
vôn kế chỉ bao nhiêu?

B

Câu4: (2,5 điểm).
Một điểm sáng đặt cách màn 1 khoảng 2m, giữa điểm sáng và màn người ta đặt
1 đĩa chắn sáng hình tròn sao cho đĩa song song với màn và điểm sáng nằm trên trục đi
qua tâm và vuông góc với đĩa.
a. Tìm đường kính của bóng đen in trên màn biết đường kính của đĩa d = 20cm
và đĩa cách điểm sáng 50 cm.
b. Cần di chuyển đĩa theo phương vuông góc với màn một đoạn bao nhiêu, theo
chiều nào để đường kính bóng đen giảm đi một nửa?
c. Biết đĩa di chuyển đều với vận tốc v= 2m/s. Tìm vận tốc thay đổi đường kính

của bóng đen.
--------------- HẾT ---------------


UBND HUYỆN THUỶ NGUYÊN
PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
Câu

HƯỚNG DẪN CHẤM THI CHỌN HSG
MÔN: VẬT LÝ 9

Đáp án
a)
Gọi d, d’ là trọng lượng riêng của nước đá và nước
V, V’ là thể tích của cục nước đá và của phần nước đá chìm trong
nước .
Lực đẩy Acsimet tác dụng lên cục nước đá :
2cm
FA = d’.V’ = d’.S.h1
h
h1
Trọng lượng cục nước đá :
P = d.V = d.S.h
Khi cục nước đá cân bằng thì :
P = FA ⇔ d.S.h = d’.S.h1
d ′h1 10000.(10 − 2 )
=
= 8000 N / m 3
h
10

d
⇒ khối lượng riêng của nước đá : D = = 800 kg / m 3
10

(

⇒ d=

1

)

(

2

0,25 điểm
0,25 điểm
0,25 điểm
0,5 điểm
0,25 điểm

)

b)
Khi nước đá tan hết thành nước thì khối lượng m của nước đá
không đổi , D tăng lên D’, thể tích V sẽ là V1 :
Ta có : m = D.V Khi tan hết thành nước thì : m = D’.V1
⇒ D.V = D’.V1 ⇒ V1 =

Điểm
0,25 điểm

D
800
8
V =
V = V
D′
1000
10

0,5 điểm
0,25 điểm

Vậy khi tan hết thành nước, thể tích nước tan ra bằng đúng phần
thể tích nước đá chìm trong nước nên nước trong chậu không chảy
ra ngoài.
a)
0,75 điểm
2
-7
2
Đổi 0,1mm = 1. 10 m . Áp dụng công thức tính điện trở
R = ρ.

l
; thay số và tính ⇒ RAB = 6Ω.
S

b)
Vì điện trở của ampe kế Ra = 0 nên:
UAC = UAD = U1 = I1R1. = 2.1 = 2 ( V )
R1 ) (0,5đ)
c)
Gọi điện trở phần MD là x thì:

0,75 điểm
( Ampe kế chỉ dòng qua

2
2
;I DN =I1 +I x =1+
x
x
2

U DN =1+ ÷
( 6 −x)
x

2

U AB =U AD +U DN =2 +1+ ÷
( 6 −x) =10
x

Ix =

0,5 điểm

0,5 điểm
0,25 điểm

*Giải ra được x = 2 . Con chạy phải đặt ở vị trí chia MN thành hai 0,25 điểm
phần MD có giá trị


3

2 Ω và DN có giá trị 4 Ω. Lúc này vôn kế chỉ 8 vôn ( Vôn kế đo
UDN.
a)
0,5 điểm
0
Nhiệt lượng do 60g nước toả ra khi nguội đến 0 C:
Q = 0,06.4200.75 = 18900(J)
b)
0,5 điểm
- nhiệt lượng trên làm tan một lượng nước đá :
m = 18900: 3,36.105 = 0,05625 kg = 56.25 g
0,5 điểm
-thể tích của phần nước đá tan ra là:
V1 = m:D = 56,25 : 0,9 = 62,5 cm3
-Thể tích của hốc đá bây giờ là :
0,25 điểm
V2 = V + V1 = 160 +62,5 = 222,5
0,25 điểm
-Trong hốc đá chứa lượng nước : 60 + 56,25 =116,25 g ;
0,25 điểm
3

-lượng nước này chiếm thể tích : 116,25 (cm )
0,25 điểm
=> thể tích phần rỗng còn lại : 222,5-116,25 = 106,25(cm3)
A'

A1

A
I

S
B

A

0,25 điểm

2

I1
B1

I'
B2

a,
B'
Gọi AB, A’B’ lần lượt là đường kính của đĩa và của bóng đen.
Theo định lý Talet ta có:

AB
SI
AB.SI '
20.200
=
⇒ A' B ' =
=
= 80cm
A' B '
SI '
SI
50

4

0,75 điểm
b)
Gọi A2, B2 lần lượt là trung điểm của I’A’ và I’B’. Để đường kính
bóng đen giảm đi một nửa(tức là A2B2) thì đĩa AB phải nằm ở vị trí
A1B1. Vì vậy đĩa AB phải dịch chuyển về phía màn .
Theo định lý Talet ta có :
A1B1 SI1
AB
20
=
⇒ SI1 = 1 1 .SI ' = .200 = 100cm
A2 B2 SI '
A2 B2
40

Vậy cần dịch chuyển đĩa một đoạn II1 = SI1 – SI = 100-50 = 50 cm
c)
Thời gian để đĩa đi được quãng đường I I1 là:
t=

0,75 điểm

s
0,5
II
= 1 =
= 0,25 s
v
2
v

Tốc độ thay đổi đường kính của bóng đen là:
A ′B′ - A 2 B 2 0,8 − 0,4
v’ =
=
= 1,6m/s
0,25
t
--------------- HẾT ---------------

0,75 điểm