Download Đề và đáp án thi HSG Vật lý lớp 9 đề 6

<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

ONTHIONLINE.NET

UBND HUYỆN
PGD&ĐT

<b>---KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 THCS </b>

NĂM HỌC 2011 – 2012

<b>Mơn: Vật lí</b>

<b>Thời gian: 150 phút </b><i>( không kể thời gian giao đề)</i>

(Đề có 5 câu, <b>01</b> trang)

<b>---Bài 1:</b> Một ơ tơ có trọng lượng P = 12000N, có cơng suất khơng đổi. Khi chạy trên một
đoạn đường nằm ngang, chiều dài 1km với vận tốc khơng đổi v= 54km/h thì tiêu thụ hết 0,1
lít xăng.

Hỏi vận tốc của ơ tơ chuyển động đều trên một đoạn đường dốc lên phía trên thì nó
chạy với vận tốc bằng bao nhiêu? Biết rằng cứ đi 200m thì chiều cao của dốc tăng thêm 7m.
Động cơ có hiệu xuất 28%. Khối lượng riêng của xăng 800kg/m3_{. Năng suất tỏa nhiệt của}

xăng là 4,5.107_{J/kg. Giả thiết lực cản do gió và ma sát tác dụng lên ô tô trong lúc chuyển}

động là không đổi.

<b>Bài 2:</b> Trong một cốc mỏng có chứa m = 400g nước ở nhiệt độ t1 = 200C. Có những

viên đá có cùng khối lượng m2 = 20g và ở nhiệt độ t2 = -50C. Hỏi:

a) Nếu thả 2 viên đá vào trong cốc thì nhiệt độ cuối cùng của nước trong cốc bằng bao
nhiêu?

b) Phải thả tiếp ít nhất bao nhiêu viên đá nữa để cuối cùng trong cốc có hỗn hợp nước
và nước đá.

Cho biết nhiệt lượng cần thiết để cốc nóng lên 10_{C là 250J. Nhiệt dung riêng của nước}

c1 = 4200J/kg.độ, của nước đá c2 = 1800J/kg.độ, nhiệt nóng chảy của nước đá là 3,4.105J/kg.

Bỏ qua nhiệt tỏa ra mơi trường.

<b>Bài 3:</b> Trên trần nhà có một đèn ống dài 1,2m. Một HS muốn đo chiều cao của trần nhà
mà khơng có thang. Trong tay anh ta chỉ có một cái thước dài 20cm và một tấm bìa. Hỏi
bằng cách nào có thể xác định được chiều cao của trần nhà.

<b>Bài 4:</b> Cho mạch điện như hình vẽ.

Biết U = 12V, trên các bóng có ghi các giá trị định mức như sau: Đ1: 3V – 1,5 W; Đ2:

6V-3W; Đ3: 6V-6W và Rx là một biến trở.

a) Có thể điều chỉnh để cả 3 đèn đều sáng bình thường được khơng? Vì sao?

b) Mắc thêm một điệng trở R vào mạch điện. Hỏi phải mắc R vào vị trí nào và chọn giá
trị R và Rx bằng bao nhiêu để cả 3 đèn sáng bình thường.

<b>Bài 5:</b> Cho mạch điện như hình vẽ

U = 13,5V, R1 = R2 = 6 <i>Ω</i> . Điện trở của am pe kế là 1 <i>Ω</i> . Điện trở của vôn kế vô

cùng lớn.

a) Khi K mở: am pe kế chỉ 1A, vơn kế chỉ 12V. Tính R0 và R3.

b) Đóng K, am pe kế chỉ 0,2A chiều qua am pe kế chạy từ C đến D. Tính R4 và số chỉ

của vôn kế.

Đ1

Đ3

Đ2

Rx

U

V

R3

R4

R1

R2

R0

K

A

C

D

A

+

B

</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

<b>HƯỚNG DẪN CHẤM</b>

<b>Bài</b> <b>Nội dung cần đạt</b> <b>Điểm</b>

1

Khối lượng của 0,1 lít xăng:
m = 0,1.10-3_{.800 = 0,08(kg)}

Nhiệt lượng do xăng tỏa ra: Q = m.q = 0,08.4,5.107_{= 0,36.10}7_(J) 0.25

Công do ô tô sinh ra: A = H.Q = 0,28.0,36.107_{= 0,1008.10}7_(J) _0.25

Khi ô tô chuyển đông trên đường nằm ngang, ta có Fk = Fms

Mà A = Fk.s =>Fk = Fms = <i>A</i>
<i>s</i>=

1008. 103

1000 =1008(N). 0.25

Mặt khác P = <i>A_t</i> =<i>F_k</i>.<i>v</i> = 1008.15 = 15120(W)

0.25

Khi ô tô lên dốc, các lực tác dụng vào ô tô: Fk, Fms, Pt.

0.25

Ta có : Pt.l = P.h => Pt = <i>P</i>.<i>h</i>
<i>l</i> =

12000 .7

200 =420(<i>N</i>) 0.25

Để ô tô lên đều thì: Fk = Pt + Fms = 420 + 1008 = 1428(N) 0.25

Do công suất của động cơ không đổi, nên ta có:
P = Fk’.v’ => v’ =

<i>P</i>
<i>F_k'</i>

=15120

1428 <i>≈</i>10<i>,</i>6<i>m</i>/<i>s</i>=38<i>,</i>1 km/<i>h</i>. 0.25

2

a) Gọi x là khối lượng nước đá ở -50_{C vừa đủ để thả vào cốc làm nước}

trong cốc hạ xuống 00_{C và nước đá cũng tan hết thành nước.}

Khi đó, ta có (m.c1+C)(t1-0) = xc2(0-t2) + x. <i>λ</i> . (1)

=> x = (mc<i>_{λ − c}</i>1+<i>C</i>)<i>t</i>1

2<i>t</i>2

=0<i>,</i>1106 kg=110<i>,</i>6<i>g</i>. 0.5

Nếu thả 2 viên nước đá vào cốc thì nước đá tan hết vì 2m2<x và nhiệt độ

cuối cùng là t và (1) trở thành:

(m.c1+C)(t1-t) =2m2c2(0-t2) + 2m2. <i>λ</i> + 2m2c1(t-0)

=> t = _mc(mc1+<i>C</i>)<i>t</i>1+2<i>m</i>2<i>c</i>2<i>t</i>2<i>−</i>2<i>m</i>2<i>λ</i>

1+<i>C</i>+2<i>m</i>2<i>c</i>1

= 11,70_C.

0.5

b) Số cục nước đá ứng với x là n = <i>_mx</i>

2

=110<i>,</i>6

20 =5,3 . 0.5

Vậy nếu thả vào cốc n1 = 5 viên nước đá (n1<n) thì nước đá tan hết thành

nước.

Để trong cốc có hỗn hợp nước và nước đá thì phải thả vào ít nhất là n2 = 6

viên nước đá (để n2>n); như vậy phải thả thêm vào:

n’ = n2-2 = 4 viên nước đá.

0.5

3 Dùng kim châm châm một lỗ rất nhỏ trên tấm bìa. Đặt tấm bìa nằm

ngang, ngay dưới đèn ống và cách mặt sàn khoảng l= 10cm. 0.5

Fk

P

Pt

</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

Chùm tia sáng từ đèn AB đi qua lỗ O tạo trên mặt sàn một vệt sáng A’B’.
0.5

Xét 2 tam giác OAB~OA’B’ có: <i>A'B,</i>

AB =

OH<i>,</i>

OH =

<i>l</i>
<i>h− l</i>

=> h = ( AB

<i>A,_B,</i>+1 ).l (1).

Thay AB = 1,2m, đo A’B’ và l vào (1) tính được h.

1

4

a) Đ1: có I1 = 0,5A và R1 = 6 <i>Ω</i>

Đ2: có I2 = 0,5A và R2 = 12 <i>Ω</i> .

Đ3: có I3 = 1A và R3 = 6 <i>Ω</i> .

Từ sơ đồ mạch điện có :

Ix = I = I1 = I2+I3 để các đèn sáng bình thường mà Ix = I1 < I2+I3

nên không thể điều chỉnh Rx để 3 đèn sáng bình thường.

0.5

b) Để 3 đèn sáng bình thường, ta phải mắc R để dòng qua Đ1 giảm đi và

bằng 0,5A, ta có 2 cách mắc:

0.5

*Với cách mắc 1: ta có I = Ix = I2+I3 = 1,5A.

Ux = U-(U2+U1) = 3V

=> Rx =
<i>U_x</i>

<i>Ix</i>

= 3

1,5=2<i>Ω</i>

IR = I-I1 = 1A. Vậy R =
<i>U</i>₁

<i>IR</i>

=3

1=3<i>Ω</i> .

0.5

*Với cách mắc 2: ta có I = I1+I2 = 1,5A.

Ix = I1 = 0,5A.

Ux = U – U2 – U1 =3V => Rx =
<i>U_x</i>

<i>Ix</i>

= 3

0,5=6<i>Ω</i> .

IR = I – I1 = 1A.

UR = U – U2 = 6V => R =
<i>U_R</i>

<i>IR</i>

=6

1=6<i>Ω</i> .

0.5

5 a) Khi K mở: Gọi Ic là dịng mạch chính, UV là số chỉ vôn kế. 0.5

A

B

O

A’

B’

l

h

H

H’

Đ1

Đ3

Đ2

Rx

U

Đ1

Đ3

Đ2

Rx

U

Đ1

Đ3

Đ2

Rx

U

Đ1

Đ3

Đ2

Rx

U

R

Cách

1

11

Cách

2

</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

Ta có: U = UV + IC..R0 = 12 + IC.R0 = 13,5 (1)

Mặt khác: UV = I1R1 + IC.R2 = 12 = (IC – IA)R1 + ICR2

<=> (IC -1).6 + IC.6 = 12

=> IC = 1,5A. Thay vào (1) ta được R0 = 1 <i>Ω</i> .

I1 = IC – IA = 0,5A => U1 = I1R1 = 0,5.6 = 3V.

Ta lại có: U1 = IA(R3+RA) = 1(R3 + 1) = 3V

=> R3 = 2 <i>Ω</i> .

0.5
b) Khi K đóng:

UCD = UA= IA.RA = 0,2V

U = I1R1 + I2R2 + I0R0

Mà I2 = I1 + IA và I0 = I1 + I3

Nên 13,5 = 6I1 + (I1+0,2).6 + (I1+I3).1 (2)

0.25
Mặt khác U1 = I1R1 = U3 + UA <=> 6I1 = 2I3 + 0,2 (3)

Từ (2) và (3), ta tính được I1 = 0,775A và I3 = 2,225A

=> I2 = 0,975A; I4 = 2,025A.

0.25
U2 = I2.R2 = 5,85V.

U4 = U2 + UA = 6,05V => R4 3 <i>Ω</i> .

Vôn kế chỉ: UV = U – I0.R0 = 10,5V.

0.5

</div>

<!--links-->