Bộ đề + Đáp án thi học sinh giỏi môn Vật lý – lớp 9 (Cấp Tỉnh & Huyện)

an: 150 phút ( Không kể thời gian giao đề )
Câu 1. ( 4 điểm )
	 Nước máy có nhiệt độ 220C. Muốn có 20 lít nước ở nhiệt độ 350C để tắm cho con, 	một chị đã mua 4 lít nước có nhiệt độ 990C. Hỏi:
	a. Lượng nước nóng đó có đủ không? Thừa hay thiếu bao nhiêu?
	b. Nếu dùng hết cả 4 lít nước sôi, thì được bao nhiêu nước ấm?
Câu 2. (5 điểm ) R1 M R2 
K
+
V
N
R5
	 Cho mạch điện như hình vẽ.
	Biết R1= R4 = 12 W ; R3 = R5 = 24 W. Hiệu điện thế U 	 R3
	giữa hai cực của nguồn không đổi. Khi K mở, vôn kế chỉ 
	81 V; khi K đóng, vôn kế chỉ 80 V. Coi điện trở của 
	dây nối và khóa K không đáng kể; điện trở của vôn kế 
	vô cùng lớn. R4
	Tính hiệu điện thế U của mạch và giá trị của điện trở R1? 
Câu 3. ( 4 điểm)
	 Cho một nguồn điện 9V, một bóng đèn Đ (6V – 3W), một biến trở con chạy Rx có 	điện trở lớn nhất 15 W . Hãy vẽ các sơ đồ mạch điện có thể có để đèn sáng bình 	thường. Xác định điện trở của biến trở Rx tham gia vào mạch điện? 
A
R1
R0
Rx
+
U
Câu 4. ( 5 điểm)
 Cho mạch điện như hình vẽ.
U = 16 V, R0 = 4 , R1 = 12 , Rx là giá trị tức _
thời của một biến trở đủ lớn, am pe kế A và 	
dây nối có điện trở không đáng kể. 
a. Tính Rx sao cho công suất tiêu thụ trên nó 
bằng 9 W và tính hiệu suất của mạch điện. Biết 
rằng tiêu hao năng lượng trên R1, Rx là có ích, 
trên R0 là vô ích.
b. Với giá trị nào của Rx thì công suất tiêu thụ trên nó là cực đại.	
Câu 5. (2 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.
	 Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm.
 Người ra đề Người duyệt đề
 Nguyễn Mã Lực Nguyễn Thị Hà
 HƯỚNG DẪN CHẤM THI HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ 9
	NĂM HỌC: 2013 – 2014.
Câu 1: (4 điểm).
	a. (2đ)
	20 lít nước có khối lượng M = 20 kg. Gọi m là lượng nước nóng ở 990C, cần 	để pha với M – m nước ở 220C để được M kg nước ở 35 0C. 0,5đ
	Ta có phương trình trao đổi nhiệt là :
	(M- m).c.(35 – 22) = m.c.(99 – 35) ( M – m).13 = 64.m	 
 13.M = m.(64 + 13) = 77.m 
 m = = 3, 38 (kg) 1đ
 m = 3,38 kg ứng với 3,38 lít
	Vậy lượng nước nóng còn thừa là: 4 – 3,38 = 0,62 (lít) 0,5đ
	b. (2đ)
	Với m = 4 kg ta có 	13.M = 77m	0,5đ
	M = = 23,7 (kg) ứng với 23,7 lít. 1 đ
	Vậy nếu dùng hết cả 4 lít nước nóng thì được 23,7 lít nước ở 350C. 0,5đ
Câu 2: (5 điểm).
	+ Khi K mở: R1 nt [(R2 nt R5) // (R3 nt R4] 0,5 đ
	 Tính được: R25 = 36 ; R34 = 36 	0,5 đ
UMN
 RMN
	 Suy ra RMN = 18 	 0,5 đ
	 Vôn kế đo UMN = 81 V 	I2,3,4,5 = = 4,5 (A) 0,5 đ
U
4,5
	R1 = --- 18 (1) 	0,5 đ
+ Khi K đóng: R1 nt (R2 // R3) nt (R4 // R5). 0,5 đ
 Tính được R23 = 8 ; R45 = 8 R'MN = 16 0,5 đ
 Vôn kế chỉ U'MN = 80 V 	I'MN = 5 (A) 0,5 đ
U
5
	R1 = 1 - 16 (2)	0,5 đ
Từ (1) và (2) tính được R1 = 2 ; U = 90 V 0,5 đ
Câu 3: (4 điểm)
Đ
A
B
M
N
R2
R1
C
Có thể dùng hai sơ đồ sau: 1đ (Vẽ đúng mối sơ đồ 0,5 đ)
A
B
Đ
M
N
Rx
	Hình a.	 Hình b.
Tìm Rđ = 12 0,5 đ
Để đèn sáng bình thường nên Uđ = 6V , I đ = 0,5 A 0,5 đ
Theo sơ đồ a. Ux = 3V , Ix = 0,5 A	Rx = 6 	 0,5 đ
Theo sơ đồ b. U1 = Uđ = 6V U2 = 3 V
 6
15 – R2
 I2 = Iđ +I1 = 0,5 + 	 (A)	 0,5 đ
3
R2
 6
15 – R2
U2
R2
Mà I2 = 	0,5 + 	= 	R2 = 3 ()
Vậy R1 = 12 	1đ 
Câu 4. (5 điểm)
12.Rx
12 + Rx
a. Đoạn mạch gồm: R0 nt (R1// Rx)	
Tìm điện trở tương đương R1x = 	
48 + 16Rx
 12 + Rx
Điện trở toàn mạch là: Rtd = 	0,5 đ
12 + Rx
 3 + Rx
U
Rtd
	I = 	= 	
 12 
 3 + Rx
	Ix = 	0,5 đ
 12 
 3 + Rx
Công suất tiêu thụ trên Rx là: Px = Ix2. Rx = Rx.[ ]2	 (1) 0,5 đ
Với Px = 9W tìm được Rx = 9 và Rx = 1	 0,5 đ
+ Với Rx= 9 tìm được hiệu suất của mạch điện là: H = 56,25 % 0,5 đ
+ Với Rx = 1 tìm được hiệu suất của mạch điện là: H' = 18,75 % 0,5 đ
b. Từ (1) suy ra:
 144
 9
(Rx + ) + 6
 Rx 
122. Rx
(3 + Rx)2
 Px = 	= 	 (2)	 0,5 đ
 9
(Rx + ) 
 Rx 
Từ đó suya ra để Px cực đại khi và chỉ khi đạt min	 0,5 đ
	Rx = 3 Px nax = 12 W	1 đ
Câu 5. ( 2 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:
A
R0
R
I0
I
- Vẽ đúng sơ đồ 	 1đ
	- Vì am pe kế có điện trở không đáng kể và U không đổi nên:
 Ta có: 
I0
I
I0
I
R
R0
	= 	R = R0 	1đ
	Ghi chú: Học sinh giải cách khác đúng vẫn được điểm tối đa.
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9
NĂM HỌC 2013 - 2014
Môn: Vật lí
(Thời gian 150 phút không kể thời gian giao đề )
Câu 1 (4 điểm): Hai vật chuyển động đều trên cùng một đường thẳng. Nếu chúng đi lại gần nhau thì cứ sau 1 phút khoảng cách giữa chúng giảm đi 330m. Nếu chúng đi cùng chiều (cùng xuất phát và vẫn đi với vận tốc như cũ) thì cứ sau 10 giây khoảng cách giữa chúng lại tăng thêm 25m. Tính vận tốc của mỗi vật.	
Câu 2 (3 điểm):Trong 3 bình cách nhiệt giống nhau đều chứa lượng dầu như nhau và có cùng nhiệt độ ban đầu. Đốt nóng một thỏi kim loại rồi thả vào bình thứ nhất. Sau khi bình thứ nhất thiết lập cân bằng nhiệt ta nhấc khối kim loại cho sang bình thứ hai. Sau khi bình thứ hai thiết lập cân bằng nhiệt ta nhấc khối kim loại cho sang bình thứ ba. Hỏi nhiệt độ của dầu trong bình thứ ba tăng bao nhiêu nếu dầu trong bình thứ hai tăng 50C và trong bình thứ nhất tăng 200C?
Câu 3 (4 điểm) 
Hai gương phẳng G1 , G2 quay mặt phản xạ vào nhau và tạo với nhau một góc 600. Một điểm S nằm trong khoảng hai gương.
 a) Hãy vẽ hình và nêu cách vẽ đường đi của tia sáng phát ra từ S phản xạ lần lượt qua G1, G2 rồi quay trở lại S.
 b) Tính góc tạo bởi tia tới xuất phát từ S và tia phản xạ đi qua S.
RV
Câu 4 (4 điểm) 
 Cho mạch điện như hình 1. Biết: U = 180V; 
R1 = 2000W; R2 = 3000W. 
 a) Khi mắc vôn kế có điện trở Rv song song với R1, vôn kế chỉ U1 = 60V. Hãy xác định cường độ dòng điện qua các điện trở R1 và R2.
 b) Nếu mắc vôn kế song song với điện trở R2, vôn kế chỉ bao nhiêu?
U
A
B
R2
C
R1
V
+
-
Câu 5 (5 điểm) 
Cho mạch điện như hình 2. Hiệu điện thế giữa hai điểm A và B là 20V luôn không đổi. 
Biết R1 = 3, R2 = R4 = R5 = 2, R3 = 1. 
Điện trở của ampe kế và dây nối không đáng kể. 
1. Khi khoá K mở. Tính:
 a) Điện trở tương đương của cả mạch.
 b) Số chỉ của ampe kế.
2. Thay điện trở R2 và R4 lần lượt bằng điện trở Rx và Ry, khi khoá K đóng và mở ampe kế đều chỉ 1A. Tính giá trị của điện trở Rx và Ry trong trường hợp này.
Hình 1
A
R3
R2
K
+
-
R1
R5
R4
Hình 2
A
B
---------------Hết---------------
Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm
Họ và tên thí sinh:........................................................Số báo danh:....................
HƯỚNG DẪN CHẤM THI CHỌN HSG LỚP 9
NĂM HỌC 2013 - 2014
Môn: Vật lí
(Học sinh làm bài theo cách khác thống nhất cho điểm tương ứng với đáp án)
Câu 1 (4 điểm)
Hai vật chuyển động đều trên cùng một đường thẳng. Nếu chúng đi lại gần nhau thì cứ sau 1 phút khoảng cách giữa chúng giảm đi 330m. Nếu chúng đi cùng chiều (cùng xuất phát và vẫn đi với vận tốc như cũ) thì cứ sau 10 giây khoảng cách giữa chúng lại tăng thêm 25m. Tính vận tốc của mỗi vật.	
Nội dung cần đạt
Điểm
Gọi vận tốc của hai vật là v1 và v2 (giả sử v1 < v2).
Đổi 1 phút = 60s.
0,5
Khi 2 vật đi ngược chiều:
Quãng đường vật 1 và vật 2 đi được trong 1 phút lần lượt là: 
S1 = 60.v1	(1)
S2 = 60.v2	(2)
0,5
Mà khoảng cách giữa chúng giảm đi 330m, tức là:
	S1 + S2 = 330	 (3)
0,5
Thay (1), (2) vào (3). Ta có:
	60.v1 + 60.v2 = 330
	 v1 + v2 = 5,5	(4)
0,5
Khi 2 vật đi cùng chiều:
Quãng đường vật 1 và vật 2 đi được trong 10 giây lần lượt là: 
= 10.v1	(5)
= 10.v2	(6)
0,5
Mà khoảng cách giữa chúng tăng 25m, tức là:
	 - = 25 	(7)
0,5
Thay (5), (6) vào (7). Ta có:
	10.v2 - 10.v1 = 25
	 v2 - v1 = 2,5	(8)
0,5
Giải hệ 2 phương trình (4) và (8), ta có :
	v1 = 1,5m/s ; v2 = 4m/s.
0,5
Câu 2 (3 điểm) 
Trong 3 bình cách nhiệt giống nhau đều chứa lượng dầu như nhau và có cùng nhiệt độ ban đầu. Đốt nóng một thỏi kim loại rồi thả vào bình thứ nhất. Sau khi bình thứ nhất thiết lập cân bằng nhiệt ta nhấc khối kim loại cho sang bình thứ hai. Sau khi bình thứ hai thiết lập cân bằng nhiệt ta nhấc khối kim loại cho sang bình thứ ba. Hỏi nhiệt độ của dầu trong bình thứ ba tăng bao nhiêu nếu dầu trong bình thứ hai tăng 50C và trong bình thứ nhất tăng 200C?
Nội dung cần đạt
Điểm
Gọi nhiệt độ ban đầu của dầu trong 3 bình là t0 ; nhiệt dung của bình dầu là c1 và của khối kim loại là c2 ; độ tăng nhiệt độ của bình 3 là x. Khối lượng dầu m1 , khối lượng kim loại m2
0,5
Sau khi thả khối kim loại vào bình 1 thì nhiệt độ của bình dầu 1 khi cân bằng nhiệt là: t0 + 20.
0,5
Sau khi thả khối kim loại vào bình 2 thì nhiệt độ của bình dầu 2 khi cân bằng nhiệt là: t0 + 5.
0,5
Phương trình cân bằng nhiệt khi thả khối kim loại vào bình 2 là:
	m1c1.5 = m2c2.[( t0 + 20) – (t0 + 5)] = m2c2.15	 (1)
0,5
Phương trình cân bằng nhiệt khi thả khối kim loại vào bình 3 là:
	m1c1x = m2c2.[(t0 + 5) – ( t0 + x) ] = m2 c2.(5 – x) (2)
0,5
Chia vế với vế của (1) và (2) ta được:
Vậy độ tăng nhiệt độ của bình 3 là: 1,250C
0,5
Câu 3 (4 điểm)
Hai gương phẳng G1 , G2 quay mặt phản xạ vào nhau và tạo với nhau một góc 600. Một điểm S nằm trong khoảng hai gương.
 a) Hãy vẽ hình và nêu cách vẽ đường đi của tia sáng phát ra từ S phản xạ lần lượt qua G1, G2 rồi quay trở lại S.
 b) Tính góc tạo bởi tia tới xuất phát từ S và tia phản xạ đi qua S.
Nội dung cần đạt
Điểm
a)
1,0
Cách vẽ:
 + Lấy S1 đối xứng với S qua G1 
0,25
 + Lấy S2 đối xứng với S qua G2 
0,25
 + Nối S1 và S2 cắt G1 tại I cắt G2 tại J 
0,25
 + Nối S, I, J, S và đánh hướng đi ta được tia sáng cần vẽ.
0,25
 b) Ta phải tính góc ISR.
 Kẻ pháp tuyến tại I và J cắt nhau tại K 
0,25
Trong tứ giác IKJO có 2 góc vuông I và J và có góc O = 600 Do đó góc còn lại IKJ = 1200
0,50
 Suy ra: Trong JKI có: I1 + J1 = 600 
0,25
Mà các cặp góc tới và góc phản xạ I1 = I2; J1 = J2 
 Từ đó: I1 + I2 + J1 + J2 = 1200
0,5
Xét SJI có tổng 2 góc : I + J = 1200 IS J = 600
Do vậy: ISR = 1200 (Do kề bù với ISJ)
0,5
U
A
B
R2
C
R1
V
V
+
-
RV
Hình 1
Câu 4 (4 điểm)
 Cho mạch điện như hình 1. Biết: U = 180V; 
R1 = 2000W; R2 = 3000W. 
 a) Khi mắc vôn kế có điện trở Rv song song