Đề thi HSG Lý 9-Thị Xã Ninh Hòa

PHÒNG GD – ĐT NINH HÒA KỲ THI HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN
NĂM HỌC 2010 - 2011
Môn: Vật lý lớp 9 - Ngày 27/11/2010
Thời gian làm bài: 150 phút (Không kể thời gian phát đề)
ĐỀ BÀI:
Bài 1: (4 điểm) Một người đi từ A đến B. Trên ¼ đoạn đường đầu người đó đi với vận tốc v
1
, nữa đoạn
đường còn lại đi với vận tốc v
2
, trong nữa thời gian đi hết quãng đường cuối cùng người đó đi với vận
tốc v
1
, cuối cùng người đó đi với vận tốc v
2
. Hãy:
a) Viết biểu thức tính vận tốc trung bình v
AB
của người đó trên cả quãng đường AB theo v
1
và v
2
.
b) Cho v
1
=10km/h và v
2
=15km/h. Tính v
AB
.
Bài 2: (4 điểm) Một nhiệt lượng kế có chứa 1kg nước ở nhiệt độ 25

0
C. Người ta thả vào đó một hợp kim
nhôm và thiếc có khối lượng 1200g đã được đun nóng tới 95
0
C. Nhiệt độ sau khi cân bằng nhiệt là 35
0
C.
Tính khối lượng của nhôm và của thiếc có trong hợp kim trên. Biết nhiệt dung riêng của nước, nhôm và
thiếc lần lượt là C
n
=4200J/kg.K, C
nh
=880J/kg.K và C
t
=230J/kg.k. Cho rằng phần nhiệt lượng do nhiệt
lượng kế hấp thụ bằng 25% nhiệt lượng do nước hấp thụ. Bỏ qua phần nhiệt lượng trao đổi với không
khí.
Bài 3: (5 điểm) Cho mạch điện như hình vẽ bên.
R1=R
2
=R
3
=3Ω, R
4
=1Ω, U
AB
=18V
a) Mắc vào hai đầu N và B một vôn kế có điện trở rất lớn. Tìm
số chỉ của vôn kế.
b) Thay vôn kế trên bằng một ampe kế có điện trở rất bé. Xác

định số chỉ của ampe kế và chiều dòng điện chạy qua ampe
kế.
Bài 4: (4 điểm) Cho các dụng cụ điện sau: một nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U=12V, hai bóng
đèn Đ
1
(6V-0,4A) và Đ
2
(6V-0,1A) và một biến trở R
x
.
a) Có thể mắc chúng thành mạch điện như thế nào để hai đèn đều sáng bình thường? Vẽ sơ đồ mạch
điện và tính điện trở của biến trở R
x
ứng với mỗi cách mắc.
b) Tính công suất tiêu thụ của biến trở ứng với mỗi sơ đồ, từ đó suy ra nên dùng sơ đồ nào?Vì sao?
Bài 5: (3 điểm) Hãy trình bày phương án xác định khối lượng riêng D
v
của một vật làm bằng kim loại có
hình dạng bất kỳ khi trong tay chỉ có một lực kế, dây mảnh để buột và một bình đựng nước. Biết nước có
khối lượng riêng là D
n.
Chữ ký của giám thị 1: ………………………Chữ ký của giám thị 2: ……………………..
Lưu ý: Giám thị coi thi không giải thích gì thêm.
Số BD:
. . . . . . . . . . . . .
ĐỀ CHÍNH THỨC
1
R
4
R

•
2
R
3
R
•
•
A
B
V
M
N
•
HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HUYỆN
Môn thi: Vật 9 - Năm học: 2010-2011
Bài Yêu cầu nội dung Điểm
Bài 1
(4 đ)
a)
Gọi s
1
là quãng đường đi với vận tốc v
1
trong thời gian t
1
Gọi s
2
là quãng đường đi với vận tốc v
2
trong thời gian t

2
Gọi s
3
là quãng đường đi với vận tốc v
1
trong thời gian t
3
Gọi s
4
là quãng đường đi với vận tốc v
2
trong thời gian t
4
0,25đ
Ta có:
t
1
=
1
1 1
s s
v 4v
=
.........................................................................................................
s
2
=
3s
8
=>t

2
=
2
3s
8v
..................................................................................................
t
3
=t
4
=>
3 3 4
4 2
1 2 1 2 1 2 1 2
)
s s +s
s s 3s
v v v +v v +v 8(v +v
= = = =
..................................................
0,25đ
0,25đ
0,75đ
Vận tốc trung bình trên cả đoạn đường AB
1 2 1 2 1 2
3
4 8 ) )
tb
1 2 3 4
s s

v =
3s 3s
t +t +t +t
+ + +
8(v +v 8(v +v
s s
v v
=
.......................................
0,75đ
=
1 2 1 2
1
1 3
4 8 )
3
+ +
4(v +vv v
=
2 3 6
1 2 1 2
2 1 2 1 1 2 1 2
8v v (v +v )
v (v +v ) v (v +v )+ v v+
.................................. 0,75đ
2 2
3 11
1 2 1 2
tb
1 2 1 2

8v v (v +v )
v
v +2v + v v
=
..................................................................................
0,50đ
b)
Áp dụng số:
2 2
12,5 /
3. 11
tb
8.10.15(10+15)
v
10 +2.15 + .10.15
km h= =
0,50đ
Bài 2
(4 đ)
Nhiệt lượng do nhôm và thiếc tỏa ra:
Q
tỏa
=

Q
nh
+Q
t
=C
nh

.m
nh
.(t
nh
-t) +C
t
.m
t
.(t
t
-t)= (C
nh
.m
nh
+C
t
.m
t
).(t
nh
-t); (t
nh
= t
t
) 0,75đ
Nhiệt lượng do nhiệt lượng kế và nước hấp thụ:
Q
thu
=Q
nlk

+ Q
n
=0,25. Q
n
+ Q
n
=1,25. m
n
.C
n
.(t – t
n
)
0,50đ
Khi cân bằng nhiệt: Q
tỏa
= Q
thu
<=> (C
nh
.m
nh
+ C
t
.m
t
).(t
nh
-t)= 1,25. m
n

.C
n
.(t – t
n
)
<=>
( )
, . . . –
. .
n n n
nh nh t t
nh
1 25 m C t t
C m C m
t t
+ =
−
1,00đ
<=>
( )
, . . . –
. .
nh t
1 25 1 4200 35 25
880 m 230 m
95 35
+ =
−
=875
0,50đ

Với m
t
=1,2 - m
nh
=>
. . 875
nh nh
880 m 230 (1,2-m )+ =
=> m
nh
=
599
0,922 922
650
kg g≈ =
0,75đ
=> m
t
=1,2 - m
nh
=1,2 – 0,922=0,278(kg)=278g
0,50đ
Bài 3
(5.0 đ)
a) Do điện trở của vôn kế rất lớn nên không
có dòng điện qua nó, ta có thể tháo vôn kế ra
mà không ảnh hưởng đến mạch điện.
Mạch điện có ( R
1
//( R

2
nt R
3
)) nt R
4
0.50đ
R
123
=
1 23
1 23
R R
R +R
=
2
3(3+3)
3+3+3
= Ω
R
tđ
= R
123
+R
4
=2+1=3
Ω
0.50đ
Cường độ dòng điện trong mạch:
I=I
4

=
18
6
3
AB
tñ
U
A
R
= =
0.25đ
Hiệu điện thế:
U
MB
=I
4
.R
4
=6.1=6V
U
AM
=I. R
123
=6.2=12V
Cường độ dòng điện qua R
2
và R
3
:
I

2
=I
3
=I
23
=
12
2
3 3
23
23
U
A
R
= =
+
0.50đ
Hiệu điện thế:
U
NM
=I
3
.R
3
=2.3=6V
Số chỉ của vôn kế:
U
V
= U
NM

+ U
MB
=6+6=12V
0.50đ
b) Chọn chiều dòng điện như hình 1. Do ampe kế có điện trở rất bé, chiều dài
của dây dẫn không ảnh hưởng đến mạch điện. Do đó V
N
=V
B
nên ta chập điểm N
và B lại với nhau như hình 2.
0.50đ
Mạch điện có ( R
1
nt( R
3
// R
4
)) // R
2
R
134
=
15
3,75
4
3 4
1
3 4
R R

3.1
R 3
R +R 3+1
+ = + = = Ω
0.50đ
Cường độ dòng điện trong mạch:
I
1
=I
134
=
134
18
4,8
3,75
AB
U
A
R
= =
0.25đ
•
•
A
B
1
R
2
R
4

R
3
R
N
M
•
•
•
•
A
B
1
R
2
R
4
R
3
R
N
M
•
•
A
•
•
A
B
1
R

2
R
4
R
3
R
N
M
•
3
R
Hình 1
Hình 2
I
2
=
2
18
6
3
AB
U
A
R
= =
0.25đ
Hiệu điện thế:
U
AM
=I

1
R
1
=4,8.3=14,4V
U
MB
=U
AB
-U
AM
=18-14,4=3,6V
0.50đ
Cường độ dòng điện qua R
3
là:
I
3
=
3
3,6
1,2
3
3
U
A
R
= =
0.25đ
Số chỉ của ampe kế:
I

A
=I
2
+I
3
=6+1,2=7,2A
0.25đ
Chiều dòng điện qua ampe kế đi từ N đến B. 0.25đ
Bài 4
(4.0 đ)
Điện trở của đèn 1: R
1
=
6
15
0,4
ñm1
ñm1
U
I
= = Ω
Điện trở của đèn 2: R
2
=
6
10
0,1
ñm2
ñm2
U

I
= = Ω
0.25đ
a) Có thể mắc theo hai sơ đồ sau:
Cách 1: Cách mắc chia thế gồm
(R
1
//R
2
) nt R
x
như hình vẽ dưới
0.50đ
Vì các đèn sáng bình thường nên U
1
=U
2
=6V; I
1
=0,4A; I
2
=0,1A
Ta thấy:
U
AB
=U
12
+U
x
=> U

x
=U
AB
-U
12
=12-6=6V
I
AB
=I
x
=I
1
+I
2
=0,4+0,1= 0,5A
Điện trở của biến trở: R
x
=
6
12
0,5
U
I
x
x
= = Ω
0.75đ
Cách 2: Cách mắc chia dòng:gồm R
1
nt ( R

2
//R
’
x
)
0.50đ
Vì các đèn sáng bình thường nên: U
1
=U
2
=6V; I
1
=0,4A; I
2
=0,1A
Ta thấy:
U
AB
=U
1
+U
’
2x
=> U
’
x
= U
’
2x
=U

AB
-U
1
=12-6=6V
Mặt khác:
I
AB
=I
1
=I
’
x
+I
2
=> I
’
x
= I
1
- I
2
= 0,3A
Điện trở của biến trở: R
x
=
'
'
6
20
0,3

U
I
x
x
= = Ω
0.75đ
b) Công suất tiêu thụ của biến trở:
Ở sơ đồ 1: P
x
=
2
36
3
12
x
x
U
W
R
= =
0.25đ
•
A
B
2
R
'
R
x
1

R
•
•
•
A
B
1
R
2
R
R
x
Ở sơ đồ 2: P
’
x
=
' 2
)
36
1,8
20
x
x
(U
W
R
= =
0.25đ
Ta thấy: P
x

> P
’
x
. Vì công suất tiêu thụ trên biến trở là vô ích
0.50đ
nên ta chọn sơ đồ 2. 0.25đ
Bài 5
(3đ)
Gọi P
0
là trọng lượng riêng của vật khi đặt ngoài không khí.
P
1
là trọng lượng của vật khi nhúng chìm trong nước.
F
A
là lực đẩy Acsimet.
0.25đ
Ta có: P
0
- P
1
= F
A
Mà F
A
= d
n
.V
0.50đ

=> V=
0 01 1
A
n n n
P P P P
F
d d 10.D
− −
= =
(1) 0.50đ
Mặt khác: P
0
= V.d
v
=10.V.D
v

=> D
v
=
0
P
10.V
(2)
0.50đ
Thay (1) vào (2) ta được:
D
v
=
0

0 1
0 0
n
1
n
P P
.D
P P
P P
10.
10.D
=
−
−
(3)
0.75đ
Vậy để xác định khối lượng riêng của một vật làm bằng kim loại có hình dạng
bất kỳ ta tiến hành các bước như sau:
Bước 1: Dùng lực kế để đo trọng lượng P
0
của vật đặt ngoài không khí
Bước 2: Dùng lực kế để đo trọng lượng P
1
của vật khi nhúng chìm vào trong
nước.
Bước 3: Thế các giá trị P
0
, P
1
và D

n
vào công thức (3) ta tính được khối lượng
riêng D
v
của vật
0.50đ
Lưu ý:
+ Mọi cách giải khác nếu đúng,chi tiết, đủ bước, đều cho điểm tối đa.