Tài liệu De DA HSG Ly 9 (10-11)

phòng giáo dục và Đào tạo
yên định
Trờng thcs yên thịnh
đề thi hsg lớp 9 năm học 2010 - 2011
Môn ThI : vật lý
Thời gian làm bài : 150 phút
Bài 1 ( 5,5 điểm )
Hai quả cầu đặc, thể tích mỗi quả là V = 200cm
3
, đợc nối với nhau bằng một sợi dây
mảnh, nhẹ, không co dãn, thả trong nớc ( Hình 1 ) .
Khối lợng riêng của quả cầu bên trên là
D
1
= 300 kg/m
3
, còn khối lợng riêng của
quả cầu bên dới là D
2
= 1200 kg/m
3
.
Hãy tính :
a. Thể tích phần nhô lên khỏi mặt nớc của
quả cầu phía trên khi hệ vật cân bằng ?
b. Lực căng của sợi dây ?
Cho khối lợng riêng của nớc là D
n
= 1000kg/ m
3
. Hình 1

Bài 2 ( 4,0 điểm )
Dùng một bếp dầu để đun sôi một lợng nớc có khối lợng m
1
= 1 kg, đựng trong một ấm
bằng nhôm có khối lợng m
2
= 500g thì sau thời gian t
1
= 10 phút nớc sôi . Nếu dùng bếp
dầu trên để đun sôi một lợng nớc có khối lợng m
3
đựng trong ấm trên trong cùng điều
kiện thì thấy sau thời gian 19 phút nớc sôi . Tính khối lợng nớc m
3
? Biết nhiệt dung
riêng của nớc, nhôm lần lợt là c
1
= 4200J/kg.K ; c
2
= 880J/kg.K và nhiệt lợng do bếp
dầu tỏa ra một cách đều đặn .
Bài 3 ( 5,5 điểm )
Cho mạch điện nh hình 2 . Biết R
1
= R
3
= 30 ; R
2
= 10 ; R
4

là một biến trở. Hiệu
điện thế giữa hai điểm A và B là U
AB
= 18V không đổi .
Bỏ qua điện trở của dây nối và của ampe kế .
a. Cho R
4
= 10 . Tính điện trở tơng đơng
của đoạn mạch AB và cờng độ dòng điện
mạch chính khi đó ?
b. Phải điều chỉnh biến trở có điện trở bằng
bao nhiêu để ampe kế chỉ 0,2A và dòng điện
chạy qua ampe kế có chiều từ C đến D ? Hình 2
Bài 4 ( 5,0 điểm )
Cho mạch điện nh hình 3. Biết : R
1
= 8 ; R
2
= R
3
= 4 ; R
4
= 6 ; U
AB
= 6V không
đổi . Điện trở của ampe kế , khóa K và các dây nối
không đáng kể .
1. Hãy tính điện trở tơng đơng của đoạn mạch AB
và số chỉ của ampe kế trong hai trờng hợp :
a. Khóa K mở .

b. Khóa K đóng .
2. Xét trờng hợp khi K đóng :
Thay khóa K bằng điện trở R
5
. Tính R
5
để cờng
độ dòng điện chạy qua điện trở R
2
bằng không ? Hình 3
----------------Hết---------------
A
R
1
C
R
2
R
3
R
4
D
A
B
A
R
4
R
1
R

2
D
C
R
3
K
B
A
Biểu điểm và đáp án đề thi hsg lớp 9 môn vật lý
năm học : 2010 2011
bài Nội dung Điểm
Bài 1
5,5 đ
Bài 2
4,0 đ
a. ( 2,5đ ) Mỗi quả cầu chịu tác dụng của 3 lực :
Trọng lực, lực đẩy acsimet, lực
căng của sợi dây ( Hình vẽ )
Do hệ vật đứng cân bằng nên ta có :
P
1
+ P
2
= F
1
+ F
2

10D
1

V+ 10D
2
V = 10D
n
V
1
+ 10D
n
V
( V
1
là thể tích phần chìm của quả
cầu bên trên ở trong nớc )
D
1
V+ D
2
V = D
n
V
1
+ D
n
V

n
n
D
DDDV
V

)(
21
1
+
=

)(100
2
200
21000
)10001200300(
3
1
cm
VV
V ===
+
=

Thể tích phần nhô lên khỏi mặt nớc của quả cầu bên trên là :
V
2
= V V
1
= 200 - 100 = 100 ( cm
3
) .
b. ( 2,0 đ ) Do quả cầu dới đứng cân bằng nên ta có :
P
2

= T + F
2
T = P
2
- F
2
T = 10D
2
V 10D
n
V
T = 10V( D
2
D
n
)
T = 10. 200. 10
-6
( 1200 1000 ) = 0,4 ( N )
Vậy lực căng của sợi dây là 0,4 N
Gọi Q
1
và Q
2
lần lợt là nhiệt lợng mà bếp cung cấp cho nớc và ấm
trong hai lần đun , t là độ tăng nhiệt độ của nớc . Ta có :
Q
1
= ( m
1

c
1
+ m
2
c
2
)t
Q
2
= ( m
3
c
1
+ m
2
c
2
)t
Do bếp dầu tỏa nhiệt đều đặn nên thời gian đun càng lâu thì nhiệt
lợng tỏa ra càng lớn . Do đó ta có :
Q
1
= kt
1
; Q
2
= kt
2

( k là hệ số tỉ lệ ; t

1
và t
2
là thời gian đun tơng ứng )
Suy ra :
kt
1
= ( m
1
c
1
+ m
2
c
2
)t ( 1 )
kt
2
= ( m
3
c
1
+ m
2
c
2
)t ( 2 )
Chia từng vế của ( 2 ) cho ( 1 ) ta đợc :
2211
2213

1
2
cmcm
cmcm
t
t
+
+
=
=>
11
12222211
3
)(
tc
tcmtcmcm
m
+
=
( 3 )
thay số vào ( 3 ) ta tìm đợc m
3
2 ( kg )
Vậy khối lợng nớc m
3
đựng trong ấm là 2 kg .
0,5
0,5
0,5
0,5

0,5
1,0
0,5
0,5
0,5
1,0
0,5
1,0
0,5
0,5
P
1
T
T
F
2
F
1
P
2
Bài 3
5,5 đ
a. ( 2,0đ)
Do ampe kế có điện trở không đáng kể nên ta chập C với D
Mạch điện đợc mắc nh sau : ( R
1
// R
3
) nt ( R
2

// R
4
)
Vì R
1
= R
3
= 30 nên R
13
= 15
Vì R
2
= R
4
= 10 nên R
24
= 5
Vậy điện trở tơng đơng của mạch điện là :
R
AB
= R
13
+ R
24
= 15 + 5 = 20 ( )
Cờng độ dòng điện mạch chính là :
)(9,0
20
18
A

R
U
I
AB
AB
===
b. (2,5đ)
Gọi I là cờng độ dòng điện chạy trong mạch chính
Do ampe kế có điện trở không đáng kể nên ta chập C với D
Mạch điện đợc mắc nh sau :
( R
1
// R
3
) nt ( R
2
// R
4
)
Do R
1
= R
3
nên
I
1
= I
3
=
2

I
I
2
=
I
RR
R
42
4
+

Cờng độ dòng điện qua ampe kế là :
=> I
A
= I
1
I
2
=
I
RR
R
I
42
4
2 +

=> I
A
=

)10(2
)10(
)(2
)(
4
4
42
42
R
RI
RR
RRI
+

=
+

= 0,2 ( A ) ( 1 )
Điện trở của mạch điện là :
R
AB
=
4
4
42
421
10
.10
15
.

2 R
R
RR
RRR
+
+=
+
+
Cờng độ dòng điện mạch chính là :
I =
4
4
4
4
25150
)10(18
10
.10
15
18
R
R
R
R
R
U
AB
+
+
=

+
+
=
( 2 )
Thay ( 2 ) vào ( 1 ) rồi rút gọn ta đợc :
14R
4
= 60 => R
4
=
7
30
( ) 4,3 ( )
1,0
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
1.
a. 2,0 đ
Khi K mở mạch điện nh hình vẽ sau :
Điện trở tơng đơng của mạch điện là :
1,0
A
R
1
C

R
2
R
3
R
4
D
I
2
I
1
I
A
I
I
3
I
1
I
4
B
A
A
R
1
R
2
R
4
D

R
3
A
B
C
Bài 4
5,0đ
R
AB
=
84
648
6)48(
)(
3
421
421
=+
++
+
=+
++
+
R
RRR
RRR
( )
Số chỉ của ampe kế là :
I
A

=
)(75,0
8
6
A
R
U
AB
AB
==
b. 2,5 đ
Khi K đóng điện nh hình vẽ sau :
Do R
2
= R
3
= 4 , nên R
DC
= 2 ( )
R
ADC
=R
4
+ R
DC
= 6 + 2 = 8 ( ) = R
1
Vậy điện trở tơng đơng của mạch điện là :
R
AB

=
2
1
R
=
4
2
8
=
( )
U
DC
=
)(5,16.
26
2
4
VU
RR
R
AB
DC
DC
=
+
=
+
Số chỉ của ampe kế là :
I
A

=
)(375,0
4
5,1
3
A
R
U
DC
==
2. 1,5 đ
Khi thay khóa K bằng điện trở R
5

sơ đồ mạch điện nh hình vẽ sau :
Dễ dàng thấy khi dòng điện
qua R
2
bằng không thì mạch điện
là mạch cầu cân bằng nên ta có :
)(33,5
3
168
4
6
5
5
5
1
3

4
==>==>
=
R
R
R
R
R
R
0,5
0,5
1,0
1,0
0,5
1,0
0,5
* Chú ý :Trong các bài tập trên nếu học sinh có cách giải khác đáp án nhng vẫn đảm
bảo chính xác về kiến thức và cho đáp số đúng thì vẫn cho đủ điểm !
-------------Hết-------------
A
R
2
D
R
4
C
R
1
R
3

A
B
A
R
4
R
1
R
2
D
C
R
3
R
5
B
A