Bộ 23 đề thi học sinh giỏi vật lý 9 có thanh điểm và đáp án chi tiết

MÃ KÍ HIỆU

ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ
LỚP 9 - Năm học 2015 - 2016
MÔN:Vật lí 9
Thời gian làm bài: 150 phút
(Đề thi gồm 5 câu, 02 trang)
Câu 1 (2 điểm) Một ô tô xuất phát từ M đi đến N, nửa quãng đường đầu đi với vận tốc
v1, quãng đường còn lại đi với vận tốc v2. Một ô tô khác xuất phát từ N đi đến M, trong
nửa thời gian đầu đi với vận tốc v1 và thời gian còn lại đi với vận tốc v2. Nếu xe đi từ N
xuất phát muộn hơn 0.5 giờ so với xe đi từ M thì hai xe đến địa điểm đã định cùng một
lúc. Biết v1= 20 km/h và v2= 60 km/h.
a/ Tính quãng đường MN.
b/ Nếu hai xe xuất phát cùng một lúc thì chúng gặp nhau tại vị trí cách N bao xa.

[*****]

Câu 2 (2 điểm). Cho mạch điện như
R1
hình 2. Các điện trở trong mạch có cùng
A
M N B
giá trị. Hiệu điện thế đặt vào hai đầu A
+
R2
R3
và B có giá trị không đổi là U. Mắc giữa
M và N một vôn kế lý tưởng thì vôn kế
R4
R5
chỉ 12V.

Hinh 2
a/ Tìm giá trị U.
b/ Thay vôn kế bởi ampe kế lý tưởng
thì ampe kế chỉ 1,0 A. Tính giá trị
của mỗi điện trở.
Câu 3 (2 điểm) Có hai bình cách nhiệt, bình 1 chứa 10kg nước ở nhiệt độ 60 0C. Bình 2
chứa 2kg nước ở nhiệt độ 200C. Người ta rót một lượng nước ở bình 1 sang bình 2, khi
có cân bằng nhiệt lại rót lượng nước như cũ từ bình 2 sang bình 1. Khi đó nhiệt độ bình
1 là 580C.
a/ Tính khối lượng nước đã rót và nhiệt độ của bình thứ hai.
b/ Tiếp tục làm như vậy nhiều lần, tìm nhiệt độ mỗi bình.
Câu 4 (2 điểm) Đặt một chiếc gương phẳng hợp với mặt sân một góc β sao cho ánh
sáng phản xạ từ gương có phương song song với mặt sân và chiếu vuông góc vào một
bức tường thẳng đứng. Trên tường có một lỗ tròn bán kính R 1 = 5 cm có gắn một thấu
kính phân kỳ có tiêu cự f = 50 cm vừa khít lỗ tròn sao cho chùm sáng tới từ gương phủ
đầy mặt thấu kính và song song trục chính của thấu kính.
a/ Xác định giá trị β.
b/ Chùm sáng khúc xạ qua thấu kính tạo ra trên bức tường thứ hai song song với
bức tường đã nêu trên một vết sáng tròn có bán kính là R 2 = 40 cm. Tìm khoảng
cách d giữa hai bức tường.
Câu 5 (2 điểm)

1


a/ Hãy xác định khối lượng riêng của một viên sỏi. Cho các dụng cụ sau : lực kế, sợi
dây( khối lượng dây không đáng kể), bình có nước. Biết viên sỏi bỏ lọt và ngập trong
bình nước, trọng lượng riêng của nước là d0.
b/ Nêu một phương án thực nghiệm xác định điện trở của một ampe kế. Dụng cụ gồm:
một nguồn điện có hiệu điện thế không đổi, một ampe kế cần xác định điện trở, một

điện trở Ro đã biết giá trị, một biến trở con chạy Rb có điện trở toàn phần lớn hơn Ro, hai
công tắc điện K1 và K2, một số dây dẫn đủ dùng. Các công tắc điện và dây dẫn có điện
trở không đáng kể.
Chú ý: Không mắc ampe kế trực tiếp vào nguồn.
=====================Hết===================

2


MÃ KÍ HIỆU

[*****]

ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ
LỚP 9 - Năm học 2015 - 2016
MÔN:Vật lí 9
(Đáp án gồm 06 trang)

Chú ý:
-

Thí sinh làm theo cách khác nếu đúng thì cho điểm tối đa
Điểm bài thi 10.

Câu
1
(2 điểm)

Đáp án

Điểm

a. (1 điểm)
Gọi chiều dài quãng đường từ M đến N là S

Thời gian đi từ M đến N của xe M là t1 :
(1)

t1 =

S (v1 + v 2 )
S
S
+
=
2v1 2v 2
2v1v 2

0,25điểm

Gọi thời gian đi từ N đến M của xe N là t2. Ta có:
S=

t2
t
v + v2
v1 + 2 v 2 = t 2 ( 1
)
2
2

2

( 2)

0,25 điểm

Theo bài ra ta có : t1 − t 2 = 0,5(h) hay
Thay giá trị của vM ; vN vào ta có S = 60 km.

0,25 điểm

Thay S vào (1) và (2) ta tính được t1=2h; t2=1,5 h

0,25 điểm

3


b. (1 điểm)
Gọi t là thời gian mà hai xe đi được từ lúc xuất phát đến khi gặp nhau.
Khi đó quãng đường mỗi xe đi được trong thời gian t là:
+ Nửa quãng đường đầu xe đi với thời gian t’=

s
30
=
= 1,5(h)
2v 2 20

nếu t ≤ 1,5h thì S M = 20t

(1)

nếu t ≥ 1,5h thì S M = 30 + (t − 1,5)60

(2)

+ Nửa thời gian đầu xe đi với thời gian t”=

1,5
= 0,75(h) nên:
2

nếu t ≤ 0,75h thì S N = 20t

0,25 điểm

0,25 điểm

(3)

nếu t ≥ 0,75h thì S N = 15 + (t − 0, 75)60 (4)
Hai xe gặp nhau khi : SM + SN = S = 60 và chỉ xảy ra khi
0,75 ≤ t ≤ 1,5h .
Từ điều kiện này ta sử dụng (1) và (4): 20t + 15 + ( t - 0,75) 60 = 60
9
8

0,25 điểm

Giải phương trình này ta tìm được t = h và vị trí hai xe gặp nhau
0,25 điểm

cách N là SN = 37,5km
2
(2 điểm)

a. (1 điểm)
Khi mắc vôn kế vào M và N, mạch có dạng:
[(R1 nt R3) // R2//R4] nt R5
R13 = 2R;
R 1234 = 2R

V

M

5

⇒ R tđ =

R1

7
R
5

A

0,25 điểm

R3

R2

R5

+
R4
Hinh 3a
4

B
N -

0,25 điểm


U1 =

2R
1
1 R
1
U
U13 = × 1234 U = × 5 U =
2
2 R tđ
2 7R
7
5

0,25 điểm

Khi đó, vôn kế chỉ:
U MN = U3 + U 5 = U − U1 =

6
U
7

0,25 điểm

7U MN 7.12
=
= 14 V
6
6

⇒ U=

b. (1 điểm)
Khi mắc ampe kế vào M và N, mạch có dạng:

0,25 điểm

R1 // [(R2//R4) nt (R3//R5)]
R 24 = R 35 = R ; R 2345 = R
2
R tđ = R

⇒

M
R1

A
+

2

R2
R4

A
R3

Hinh 3b

N
B
0,25
điểm

R5

Khi đó, ampe kế chỉ: IA = I - I5
Với

Vậy:

3
(2 điểm)

I=

U
2U
=
R
R
2
IA =

I5 =

U

2= U
R
2R

2 U U 3U ⇒ R = 3U = 3.14 = 21 Ω
−
=
2I A
2.1
R 2R 2R

a. (1 điểm)
Gọi khối lượng nước rót là m(kg); nhiệt độ bình 2 là t2 ta có:

Nhiệt lượng thu vào của bình 2 là:

Q1 = 4200.2(t2 – 20)

5

0,25 điểm

0,25 điểm


Nhiệt lượng toả ra của m kg nước rót sang bình 2:

Q2 = 4200.m(60 – t2)

Do Q1 = Q2, ta có phương trình:
4200.2(t2 – 20) = 4200.m(60 – t2)
=> 2t2 – 40 = m (60 – t2)

(1)

0,25 điểm

Ở bình 1 nhiệt lượng toả ra để hạ nhiệt độ:
Q3 = 4200.(10 - m)(60 – 58) = 4200.2(10 - m)
Nhiệt lượng thu vào của m kg nước từ bình 2 rót sang là;
Q4 = 4200.m(58 – t2)
Do Q3 = Q4, ta có phương trình:
4200.2(10 - m) = 4200.m (58 – t2)

0,25 điểm
=> 2(10 - m) = m(58 – t2)

(2)

Từ (1) và (2) ta lập hệ phương trình:

2t 2 − 40 = m(60 − t 2 )

2(10 − m) = m(58 − t 2 )
Giải hệ phương trình tìm ra t2 = 300 C;
m=

2
kg
3

0,25 điểm
0,25 điểm

b. (1 điểm)
Nếu đổ đi lại nhiều lần thì nhiệt độ cuối cùng của mỗi bình gần bằng nhau
và bằng nhiệt độ hỗn hợp khi đổ 2 bình vào nhau.
Gọi nhiệt độ cuối là t ta có: Qtoả = 10. 4200(60 – t)

0,25 điểm

Qthu = 2.4200(t – 20);

0,25 điểm

Qtoả = Qthu => 5(60 – t) = t – 20

0,25 điểm

6


=> t ≈ 53,30C

0,25 điểm

a. (1,25điểm) Hình vẽ minh họa:

0,5 điểm
S

S

4
G’
α

R1

K

(2 điểm)

R2

G’

K
I

I

F

C

O

α

β

β

G

d

G
Hinh 2d

Hinh 2c

Hinh 2e

Do tia phản xạ có phương nằm ngang nên KˆIG = β (so le trong) ⇒
SˆIG ' = KˆIG = β .

0,25 điểm

TH1, hình 2c: SˆIG '+β = α = 60 0 ⇒ β = 30 0
TH2, hình 2d: α + 2β = 180 0 ⇒ β = 60 0

0,25 điểm
0,25 điểm

b. (0,75điểm) Từ hình vẽ ta có
5 R1 FO
=
=
40 R 2 FC

⇒ FC = 8.FO = 4, 0 ( m )

0,25 điểm
0,25 điểm

.

⇒ d = OC = 3,5 ( m )

0,25 điểm

a. (1điểm)

* Phân tích: Xác định lưc đẩy Acsimet. FA = P – P1 ( với FA = V.do)
Xác định thể tích của vật : V=
5
(2 điểm)

FA
d0

Xác định trọng lượng riêng của viên sỏi :
P
P
P
=
= d0.
FA
P - P1
d= V
d0

7

0,25 điểm


Từ đó xác định được khối lượng riêng của viên sỏi.
D = D0 .

P
( *)
P - P1

* Cách thực hiện :
- Buộc viên sỏi bằng sợi dây rồi treo vào móc lực kế để xác định

0,25 điểm

0,25 điểm

trọng lượng P của viên sỏi ngoài không khí .
- Nhúng cho viên sỏi này ngập trong nước đọc số chỉ lực kế xác
định P1
- Xác định lực đẩy Acsimet : FA = P – P1
- Xác định D bằng công thức (*)

0,25 điểm

b. (1điểm)
- Bố trí mạch điện như hình vẽ (hoặc mô tả đúng _cách mắc).
+
- Bước 1: Chỉ đóng K1: số chỉ ampe kế là I1. U

A
Ta có: U = I1(RA + R0)

K

1
(1)

- Bước 2: Chỉ đóng K2 và dịch chuyển con

2
chạy để ampe kế chỉ I1. Khi đó phần biến Ktrở
tham gia vào mạch điện có giá trị bằng R0.

R

0,25 điểm

0

0,25 điểm

R

b

- Bước 3: Giữ nguyên vị trí con chạy của
biến trở ở bước 2 rồi đóng cả K1 và K2, số
chỉ ampe kế là I2.
Ta có: U = I2(RA + R0/2)
(2)
0,25 điểm
- Giải hệ phương trình (1) và (2) ta tìm được:
RA =

NGƯỜI RA ĐỀ

(2 I1 − I 2 ) R0
.
2( I 2 − I1 )

0,25 điểm

TỔ CHUYÊN MÔN
KÝ DUYỆT
BAN GIÁM HIỆU KÝ DUYỆT
8

Trần Văn Cường


MÃ KÍ HIỆU

ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ

[*****]

LỚP 9 - Năm học 2015-2016

MÔN: VẬT LÝ

9


Thời gian làm bài: 150 phút
(Đề thi gồm 6 câu, 2 trang)
Câu 1. (2 điểm)
Một chiếc xe phải đi từ địa điểm A đến địa điểm B trong khoảng thời gian quy
định t. Nếu xe chuyển động từ A đến B với vận tốc v1 =48km/h thì sẽ đến B sớm hơn 18
phút so với thời gian quy định. Nếu xe chuyển động từ A đến B với vận tốc v2 =12km/h

thì sẽ đến B trễ hơn 27 phút so với thời gian quy định.
1. Tìm chiều dài quãng đường AB và thời gian quy định t.
2. Để chuyển động từ A đến B theo đúng thời gian quy định t, xe chuyển động từ
A đến C (C trên AB) với vận tốc v1 = 48km/h rồi tiếp tục chuyển động từ C đến B với
vận tốc v2 = 12km/h. Tìm AC ?
Câu 2. (2 điểm)
Cho mạch điện như hình 2. Biết R1 = 30Ω, R2 = 15Ω, R3 = 5Ω, R4 là biến trở,
hiệu điện thế UAB không đổi, bỏ qua điện
R1
trở Ampe kế, các dây nối và khóa k.
Khi k mở, điều chỉnh R4 = 8Ω, A
R2
R3
Ampe kế chỉ 0,3A. Tính hiệu điện +
A
thế UAB.
Điện trở R4 bằng bao nhiêu để khi
2.
k đóng hay k mở Ampe kế chỉ một
Hình 1
giá trị không đổi? Tính số chỉ của
Ampe kế khi đó và cường độ dòng điện qua khóa k khi k đóng.
Câu 3. (2 điểm)

R4

1.

k

Hai bạn A và B mỗi bạn có 3 bình: đỏ, xanh và tím. Mỗi bình chứa 100g nước,
nhiệt độ nước trong bình đỏ t1 = 150C, bình xanh t2 = 350C, bình tím t3 = 500C. Bạn A bỏ
đi 50g nước của bình tím rồi đổ tất cả nước từ bình xanh và bình đỏ vào bình tím.
1. Xác định nhiệt độ cân bằng nhiệt của nước trong bình tím của bạn A.
2. Bạn B đổ hết nước từ bình tím vào bình xanh, tới khi cân bằng nhiệt lấy ra
một lượng m’ đổ vào bình đỏ. Khi có sự cân bằng nhiệt thì nhiệt độ trong
bình đỏ của bạn B bằng nhiệt độ cân bằng nhiệt trong bình tím của bạn A.
Tính m’.
(Bỏ qua sự trao đổi nhiệt của nước với các binh và môi trường.)

10

B


Câu 4. (2 điểm)
Cho một vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ (A
nằm trên trục chính). Khi vật ở vị trí thứ nhất A1B1 thì cho ảnh thật A’1B’1 ở cách thấu
kính 120 cm. Di chuyển vật đến vị trí thứ hai A2B2 (cùng phía với vị trí thứ nhất so với
thấu kính) thì cho ảnh ảo A’2B’2 có chiều cao bằng ảnh thật (A’1B’1 = A’2B’2) và cách
thấu kính 60 cm.
1. Nêu cách vẽ hình.
2. Xác định khoảng cách từ quang tâm đến tiêu điểm của thấu kính và hai vị trí
của vật.
Câu 5. (1 điểm)
Cho các dụng cụ sau: Lực kế, dây treo và bình nước đủ lớn. Hãy trình bày cách
xác định khối lượng riêng của một vật bằng kim loại đồng chất có hình dạng bất kì. Biết
khối lượng riêng của nước là Dn.
Câu 6. (1 điểm)
Có một điện trở mẫu R0, một ampe kế và một nguồn điện. Hãy trình bày cách

xác định điện trở R của một vật dẫn. Cho điện trở của Ampe kế là không đáng kể.
------------Hết----------

11


MÃ KÍ HIỆU

[*****]

ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THÀNH
PHỐ

Lớp 9 - Năm học 2015 - 2016
MÔN: VẬT LÝ

12


(Hướng dẫn chấm gồm 4 trang)
Chú ý:
Câu

Thí sinh làm theo cách khác nếu đúng thì cho điểm tối đa.
Điểm bài thi không làm tròn.
Đáp án

Điểm

1. (1 điểm)

a. Gọi s là quãng đường AB
Thời gian xe chuyển động nếu xe đi với vận tốc v1 : t1 =

s
48

Thời gian xe chuyển động nếu xe đi với vận tốc v2 : t2 =

s
12

Theo bài ra ta có: t −

s
s
= 0, 3 (1);
− t = 0.45 (2)
48
12

0,25

0,25

0,25

Giải hệ (1); (2) được kết quả: s=12km, t= 0,55h
0,25

1

(2điểm
)

2. (1 điểm)
b. Gọi s1 là quãng đường AC.
Thời gian xe chuyển động hết đoạn đường s1 : t1 ' =

s1
48

Thời gian xe chuyển động hết đoạn đường s- s1 : t2 ' =
Mà t1 ' + t2 ' = 0,55, suy ra

s1 s − s1
+
= 0,55 (3)
48
12

Giải phương trình (3) được s1 = 7,2km = AC

0,25
s − s1
12

0,25

0,25

0,25

13


1. (1 điểm)

- Khi K mở:

R1

A R4
(R1//(R2ntR3)) nt
+

R2

R4
A

R3

`

B
-

0,25

2
(2

điểm)

R23 = R2 + R3 = 15 + 5 = 20(Ω); R123 =

R1 .R23
30.20
=
= 12 (Ω)
R1 + R23 30 + 20

0,25

Rtđ = R123 + R4 = 12 + 8 = 20(Ω); I23 = I3 = IA = 0,3(A)
U123 = U1 = U23 = I23.R23 = 0,3.20 = 6(V); I1 =

U1
6
=
= 0,2 (A) ;
R1 30

0,25

I = I1 + I123 = 0,5(A); U = I.Rtđ = 0,5.20 = 10(V)
0,25
2. (1 điểm)
- Khi k mở, mạch giống ở câu 1
I3 =

R

U
10.12
6
. 123 =
=
(1)
R123 + R4 R23 (12 + R4 )20 12 + R4

- Khi k đóng, mạch như hình vẽ

R4

R1

R3

A
R2

14

B


I '3 =

U
R4
2 R4
.

=
U .R4
10 R4
R3 .R4 R3 + R4
=
=
(
R1 +
R1R3 + R1R4 + R3 .R4 150 + 35 R4 30 + 7 R4
R3 + R4

2)
Từ (1) và (2) ta có:
2 R4
6
=
⇔ 90 + 21R4 = 12R4 + R42 ⇔ R42 - 9R4 – 90 = 0
12 + R4 30 + 7 R4

Giải phương trình trên, ta được:
0,25

R4 = 15Ω; R4 = -6 Ω(loại)
6

6

2

- Số chỉ của Ampe kế: IA = I'3 = I3 = 12 + R =

= ≈ 0,22 (A)
12 + 15 9
4
- Cường độ dòng điện qua khóa K: Ik = I2 + I3 =

U
+ I 3 = 10 + 2 = 8 ≈
R2
15 9 9

0,89(A)
3
(2
điểm)

0,25

3.1 (1 điểm)
- Gọi t là nhiệt độ cân bằng nhiệt trong bình tím của bạn A, ta có:
m1c(t-t1) + m2c(t-t2) +

m3
c(t-t3) = 0
2

⇔ 2m1t - 2m1t1 + 2m2t - 2m2t2 + m3t - m3t3 = 0
⇒t =

0,25
0,25

0,25

2m1t1 + 2m2 t 2 + m3t 3 0,2.15 + 0,2.35 + 0,1.50
=
= 30 0 C
2m1 + 2m2 + m3
0,5

0,25
3.2 (1 điểm)

15


- Gọi t' là nhiệt độ cân bằng nhiệt trong bình xanh khi bạn B đổ hết
nước từ bình tím vào bình xanh, ta có: m2c(t'-t1) + m3c(t'-t3) = 0
⇔ t' =

0,25

m2 t1 + m3t 3 0,1.35 + 0,1.50
=
= 42,5 0 C
m2 + m3
0,1 + 0,1

- Khi bạn B đổ lượng m' (kg) nước từ bình xanh sang bình đỏ thì nhiệt
độ cân bằng nhiệt là t = 300C nên ta có phương trình :

0,25

m'c(t-t') + m1c(t-t1) = 0
⇒ m' =

m1 (t1 − t ) 0,1(15 − 30)
=
= 0,12 (kg) = 120(g)
t − t'
30 − 42,5

0,25

0,25
4
(2
điểm)

4.1 (1 điểm)
B’2

B1
A’2

A1

B2
A2

I
A’1

F’

O

B’1

Cho :
A1 B 1 = A 2 B 2 = h
A’1B’1 = A’2B’2 = h’
OA’1 = d’1 = 120 cm

16


OA’2 = d’2 = 60 cm
OF’= f = ? ; d1 = ? ; d2 = ?
HS nêu đúng cách vẽ, vẽ đúng cho 1 điểm.

1

4.2 (1 điểm)
- Xét ∆OA1B1

∆OA1' B1' ⇒

OA1 A1B1
d
h
= ' ' ⇒ 1' =

'
OA1 A1B1
d1 h '

(1)

Xét ∆OA 2 B2

∆OA '2 B2' ⇒

OA 2 A 2 B2
d
h
= ' ' ⇒ '2 =
'
OA 2 A 2 B2
d2 h '

(2)

Từ (1) và (2)

⇒

- Xét ∆F'OI

F'O
OI
f
h

= ' ' ⇒ '
=
∆F' A B ⇒
'
F 'A1 A1B1
d1 − f h '

(3)

F'O
OI
f
h
= ' ' ⇒ '
=
'
F'A 2 A 2 B2
d2 + f h '

(4)

Xét ∆F'OI

d1 d 2
d
d
= ' ⇒ 1 = 2 ⇒ d1 = 2d 2
'
d1 d 2
120 60

'
1

(*)

'
1

∆F ' A '2 B'2 ⇒

0,25

0,25

- Từ (3) và (4) ⇒

f
f
f
f
= '
⇒
=
d − f d2 + f
120 − f 60 + f
'
1

- Từ (1) và (3) ta có :

0,25

d1
f
d
30
=
⇒ d1 = 40 (cm)
⇒ 1 =
d '1 d '1 − f
120 120 − 30

Từ (*)

5

⇒ f = 30 (cm)

⇒ d2 = 20 (cm)

5. (1 điểm)

17

0,25


Ta có công thức: D =

m

(*). Để xác định khối lượng riêng của vật ta
V

cần xác định được khối lượng m và thể tích V của vật.
- Bước 1: Xác định m. Bằng cách treo vật vào lực kế, lực kế chỉ giá trị
P1.
Suy ra : m =

(1
điểm)

P1
10

0,25

(1)

- Bước 2. Xác định V. Bằng cách móc vật vào lực kế, rồi nhúng vật
vào trong nước. Lực kế chỉ giá trị P2. Khi đó lực đẩy Acsimet tác dụng
lên vật :

0,25

FA = P1 – P2 = 10.Dn.V
P1 − P2

Suy ra : V = 10 D
n

(2)

- Thay (1), (2) vào (*) ta được:

D=

P1.Dn
P1 − P2

0,25

0,25
6
(1
điểm)

6. (1 điểm)
Mắc R song song với R0 vào hai cực của nguồn điện. Dùng Am pe kế
xác định cường độ dòng điện qua R và R0 như sơ đồ:

0,25

R
A
I

- Vẽ đúng sơ đồ
1đ
R0

18

I0

0,25


Bước 1 : Đo cường độ dòng điện chạy qua điện trở R là I.
Bước 2 : Mắc Ampe kế nối tiếp với R0 đo cường độ dòng điện chạy
qua điện trở R0 là I0.
- Vì am pe kế có điện trở không đáng kể và U không đổi nên:
Ta có:

0,25

0,25

I
R I0
= ⇒ R = R0 0
R0 I
I

-----------Hết----------MÃ KÍ HIỆU

ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ

[*****]

LỚP 9 - Năm học 2015-2016

MÔN: Vật lý
Thời gian làm bài: 150 phút
( Đề thi gồm.6 câu,2 trang)
Câu 1. (2,0 điểm):
Hai bến A và B dọc theo một con sông cách nhau 9 km có hai ca nô xuất phát
cùng lúc chuyển động ngược chiều nhau với cùng vận tốc so với nước đứng yên là V.
Tới khi gặp nhau trao cho nhau một thông tin nhỏ với thời gian không đáng kể rồi lập
tức quay trở lại bến xuất phát ban đầu thì tổng thời gian cả đi và về của ca nô này nhiều
hơn ca nô kia là 1,5 giờ. Còn nếu vận tốc so với nước của hai ca nô là 2V thì tổng thời
gian đi và về của hai ca nô hơn kém nhau 18 phút.
a, Chứng minh rằng V= 2u.
b, Hãy xác định V và vận tốc u của nước.
Câu 2. (2,0 điểm):
Một bình hình trụ có chiều cao h1= 20cm, diện tích đáy trong là S1= 100cm2 đặt
trên mặt bàn nằm ngang. Đổ vào bình 1 lít nước ở nhiệt độ t1= 800C. Sau đó thả vào
bình một khối trụ đồng chất có diện tích đáy là S2= 60cm2, chiều cao h2= 25 cm ở nhiệt
độ t2. Khi đã cân bằng nhiệt thì đáy dưới của khối trụ song song và cách đáy trong của

19


bình là x = 2cm. Nhiệt độ của nước trong bình khi cân bằng nhiệt là t = 650C. Bỏ qua sự
nở vì nhiệt của các chất và sự trao đổi nhiệt với bình và môi trường xung quanh. Biết
khối lượng riêng của nước là D = 1000kg/m3, nhiệt dung riêng của nước là C1=
4200J/kg.k, của chất làm khối trụ là C2= 2000J/kg.k.
a.Tính khối lượng của khối trụ và nhiệt độ t2.
b. Phải đặt thêm lên khối trụ một vật có khối lượng tối thiểu bằng bao nhiêu, để khối
trụ chạm đáy bình.
Câu 3. (2,0 điểm):

Cho mạch điện như hình vẽ (Hình 1).
Biết:U = 60V, R1= 10 Ω , R2=R5= 20 Ω , R3=R4= 40 Ω , vôn kế lý tưởng, điện trở các dây
nối không đáng kể. a. Hãy tính số chỉ của vôn kế.
b. Nếu thay vôn kế bằng một bóng đèn có dòng điện định mức là Id= 0,4A thì
đèn sáng bình thường.Tính điện trở của đèn.

(Hình1)
Câu 4. (2,0 điểm):
Hai điểm sáng S1 và S2 cùng nằm trên trục chính, ở hai bên của một thấu kính
hội tụ, cách thấu kính lần lượt là 6 cm và 12 cm. Khi đó ảnh của S1 và ảnh của S2 tạo
bởi thấu kính là trùng nhau.
a. Hãy vẽ hình và giải thích sự tạo ảnh trên.
b. Từ hình vẽ đó hãy tính tiêu cự của thấu kính và xác định vị trí của ảnh.
Câu 5. (1 điểm)

20


Có một điện trở mẫu R0, một am pe kế và một nguồn điện. Hãy trình bày cách xác
định điện trở R của một vật dẫn. Cho điện trở của Am pe kế là không đáng kể.

Câu 6. (1 điểm)
Một lọ thuỷ tinh đựng đầy thuỷ ngân, được nút chặt bằng nút thuỷ tinh. Tìm cách
xác khối lượng thuỷ ngân trong lọ mà không được mở nút, biết khối lượng riêng của
thuỷ ngân và và thuỷ tinh lần lượt là D1 và D2. Cho các dụng cụ: cân và bộ quả cân, cốc
chia độ.

------------Hết----------

MÃ KÍ HIỆU

ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THÀNH

21


PHỐ

[*****]

Lớp 9 - Năm học 2015 - 2016
MÔN: Vật lý
(Hướng dẫn chấm gồm 4 trang)

Câu
1

Đáp án

Điểm

a, 1 điểm

(2 đ) Giả sử nước sông chảy đều theo hướng từ A đến B với vận tốc u.
* Trường hợp vận tốc ca nô so với nước là V, ta có:

0,125

Vận tốc của ca nô khi xuôi dòng là: V1= V+ u.
Vận tốc của ca nô khi ngược dòng là: V2= V- u.

-Thời gian tính từ lúc xuất phát cho tới khi gặp nhau tại C là t, gọi quãng
đường AC = S1, BC= S2, ta có: t =

S1 S 2
=
V1 V2

(1)

- Thời gian ca nô từ C trở về A là: t1 =

S1
V2

(2)

- Thời gian ca nô từ C trở về B là: t 2 =

S2
V1

(3)

- Từ (1) và (2) ta có thời gian đi và về của ca nô đi từ A là:
TA = t + t1 =

S 2 S1 S1 + S 2
S
+ =
=

V2 V2
V2
V -U

0,25
(4)

- Từ (1) và (3) ta có thời gian đi và về của ca nô đi từ B là:
TB = t + t2 =

S1 S2 S1 + S 2
S
+
=
=
V1 V1
V1
V +U

22

0,125

(5)


- Theo bài ra ta có: TA − TB =

S
S

−
= 1,5
V −U V +U

(6)

* Trường hợp vận tốc ca nô là 2V, tương tự như trên ta có:
T'A- T'B= = 0,3

(7)

Từ (6) và (7) ta có : 0,3(4V2- u2) = 1,5(V2- u2) => V = 2u

(8)

0,25
0,25

b, 1 điểm
Thay (8) vào (6) ta được u = 4km/h.

0,5

V = 8km/h.

0,5

(2,0đ) - Khi đáy dưới khối trụ cách đáy bình x = 2cm thì dung tích còn lại của
bình (phần chứa): V' = x.S1 + (h1 - x)(S1 - S2) = 920cm3 < Vnước

0,25

2,

a, 1 điểm

suy ra có một lượng nước trào ra
- Lượng nước còn lại trong bình: m = 920g
Khi khối trụ đứng cân bằng ta có: P = FA
10M = dn.V = dn.S2(h1 - x) M = 1,08kg

0,25
0,25

- Phương trình cân bằng nhiệt giữa nước trong bình và khối trụ:
Cn.m(t1 - t) = C.M(t - t2) ⇒ 4200.0,92(80 - 65) = 2000.1,08(65-t2)

0,25

t2 = 38,20C
b, 1 điểm
Khi chạm đáy bình thì phần vật nằm trong chất lỏng là h1:

0,25

Vậy phải đặt thêm m' lên khối trụ nên: P + P' F'A

0,25

23

=> 10(M + m')dN.S2.h1

0,25

Thay số tính được m' 0,12kg, vậy khối lượng m' tối thiểu là 0,12kg

0,25

3
(2,0đ)

Điện trở tương đương của mạch:
R= R1+ RMN = R1+ R = R1 + RMN = R1 +

( R2 + R3 ) ( R4 + R5 )
R2 + R3 + R4 + R5

.

Thay số ta tính được: R= 40 Ω .
- Dòng điện chạy qua R1 là I1= I =
- Vì:

0,25
U
. Thay số tính được: I1= I = 1,5A
R

(R2+R3) = (R4+R5) nên I2= I4= 0,5I = 0,75A

- Hiệu điện thế trên R2 và trên R4 tương ứng là:
U2= I2R2= 0,75.20= 15V, U4= I4R4= 0,75.40= 30V.

0,125
0,125
0,25

0,25

- Vậy số chỉ của vôn kế là UV= U4- U2 = 15V
b, 1 điểm
- Thay vôn kế bằng bóng đèn dòng điện qua đèn ID= 0,4A có chiều từ P

24

0,125


đến Q, nên: I3= I2 - 0,4; I5= I4+ 0,4
Mà U2+ U3= U4 + U5 => 20I2+ 40(I2- 0,4) = 40I4+ 20(I4+ 0,4)

0,25

=> I2= I4+ 0,4 ; I = I2+ I4 = 2I4+ 0,4

0,125

Mặt khác: U1+ U4 + U5= U => 10(2I4+ 0,4)+ 40I4+ 20(I4+ 0,4) = 60

=> I4 = 0,6A ; I2 = 1A

0,25

Hiệu điện thế hai đầu bóng đèn là: UD= U4 - U2 = 40.0,6 - 20.1= 4V
Điện trở của đèn là: R D =
4,

UD 4
=
=10Ω
I D 0,4

0,25

a, 1 điểm

(2,0đ) Vẽ hình:

N
I

M
S'
F

S1

F'

O

S2

0,5

Giải thích: Hai ảnh của S1 và của S2 tạo bởi thấu kính trùng nhau nên phải
có một ảnh thật và một ảnh ảo.
- Vì S1O < S2O → S1 nằm trong khoảng tiêu cự và cho ảnh ảo; S2 nằm
ngoài khoảng tiêu cự và cho ảnh thật.
b. (1điểm)
- Gọi S’ là ảnh của S1 và S2. Ta có :
S1I // ON →

S′S1 S′I S′O − 6
=
=
S′O S′N
S′O

OI // NF' →

S′O S′I
S′O
=
=
S′F' S′N S′O + f

⇒

25

S′O − 6
S′O
=
S′O
S′O + f

0,25

0,25