Đề thi học sinh giỏi huyện môn Vật lý Lớp 9 - Trường THCS Thanh Bình (Có đáp án)

UBND HUYỆN THANH HÀ
TRƯỜNG THCS THANH BÍNH.
ĐỀ HỌC SINH GIỎI HUYỆN LỚP.9
MÔN: VẬT LÍ 
Thời gian làm bài:150 phút.
( Đề này gồm.05.câu, 02trang)
Số phách
(Do Trưởng phòng
GD&ĐT ghi)
Người ra đề
(Ký và ghi rõ họ tên)
Xác nhận của Ban giám hiệu
(Ký tên, đóng dấu)
Số phách
(Do Trưởng phòng
GD&ĐT ghi)
Phần phách.
 ĐỀ BÀI
Câu 1. ( 2,0 điểm) Một khối gỗ hình lập phương có cạnh 12cm nổi giữa mặt phân cách của dầu và nước, ngập hoàn toàn trong dầu, mặt dưới của hình lập phương thấp hơn mặt phân cách 4cm. Tìm khối lượng thỏi gỗ biết khối lượng riêng của dầu là 0,8g/cm3; của nước là 1g/cm3 
 Câu 2. (1,5 điểm): Một nhiệt lượng kế bằng nhôm có khối lượng m (kg) ở nhiệt độ t1 = 230C, cho vào nhiệt lượng kế một khối lượng m (kg) nước ở nhiệt độ t2. Sau khi hệ cân bằng nhiệt, nhiệt độ của nước giảm đi 9 0C. Tiếp tục đổ thêm vào nhiệt lượng kế 2m (kg) một chất lỏng khác (không tác dụng hóa học với nước) ở nhiệt độ t3 = 450C, khi có cân bằng nhiệt lần hai, nhiệt độ của hệ lại giảm 100C so với nhiệt độ cân bằng nhiệt lần thứ nhất. Tìm nhiệt dung riêng của chất lỏng đã đổ thêm vào nhiệt lượng kế, biết nhiệt dung riêng của nhôm và của nước lần lượt là c1 = 900 J/kg.K và c2 = 4200 J/kg.K. Bỏ qua mọi mất mát nhiệt khác.
 Câu 3: (2.5 điểm).Để đo hiệu điện thế U của một nguồn điện, người ta dùng 2 vôn kế. Mới đầu chỉ mắc vôn kế V1 thì V1 chỉ 8V. Sau đó dùng thêm vôn kế V2 nối tiếp với vôn kế V1 thì vôn kế V1 chỉ 6V, vôn kế V2 chỉ 3V. Biết rằng điện trở tổng cộng của các dây nối là R, các vôn kế không lí tưởng. Hãy tính hiệu điện thế U.
.. 	Phần phách ..
 Câu 4. ( 2,0 điểm) Cho mạch điện như hình vẽ, trong đó U = 24V luôn không đổi, R1 = 12W, R2 = 9W, R3 là biến trở, R4 = 6 W. Điện trở của ampe kế và các dây dẫn không đáng kể. 
 1. Cho R3 = 6W. tìm cường độ dòng điện qua các điện trở R1, R3 
và số chỉ của ampe kế.
 2. Thay ampe kế bằng vôn kế có điện trở vô cùng lớn. Tìm R3 để số chỉ vôn kế là 16V. 
R2
R4
R1
R3
U
A
-
+
Câu 5: (2,0 điểm): 
Một ấm đun nước bằng điện có 3 dây lò xo, mỗi cái có điện trở R=120, được mắc song song với nhau. Ấm được mắc nối tiếp với điện trở r=50 và được mắc vào nguồn điện. Hỏi thời gian cần thiết để đun ấm đựng đầy nước đến khi sôi sẽ thay đổi như thế nào khi một trong ba lò xo bị đứt?
UBND HUYỆN THANH HÀ
TRƯỜNG THCS THANH BÍNH
HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HUYỆN LỚP.9
MÔN: Vật lí
 (hướng dẫn chấm  gồm 05trang)
Câu
Đáp án
 Điểm
1
(2điểm)
 F1
P
12cmmmmmmmmmmm
4cm
F2
D1=0,8g/m3 ; D2=1g/cm3 
Trọng lượng vật: P = d.V=10D.V
Vẽ hình
 0,25đ
0,25đ
Lực đẩy Acsimét lên phần chìm trong dầu:
	F1=10D1.V1	
Lực đẩy Acsimét lên phần chìm trong nước:	
	F2=10D2.V2	
Do vật cân bằng: P = F1 + F2	 	
 10DV = 10D1V1 + 10D2V2	
 DV = D1V1 + D2V2	
 m = D1V1 + D2V2
 m = 0,8.122.(12-4) + 1.122.4 = 921,6 + 576 
 = 1497,6g) = 1,4976(kg)
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,5
2
(1,5 điểm)
 + Khi có sự cân bằng nhiệt lần thứ nhất, nhiệt độ cân bằng của hệ là t, ta có
m.c1.(t - t1) = m.c2.(t2 - t)	(1)	
mà t = t2 - 9, t1 = 23 oC, c1 = 900 J/kg.K, c2 = 4200 J/kg.K
thay vào (1) ta có :
900(t2 - 9 - 23) = 4200(t2 - t2 + 9)
 900(t2 - 32) = 4200.9 => t2 = 740C và t = 74 - 9 = 650C
Khi có sự cân bằng nhiệt lần thứ hai, nhiệt độ cân bằng của hệ là t', ta có
	2m.c.(t' - t3) = (mc1 + m.c2).(t - t')	(2)	
mà t' = t - 10 = 65 - 10 = 55, t3 = 45 oC , 	
Thay vào (3) ta có: 2c.(55 - 45) = (900 + 4200).(65 - 55)
 	 suy ra c = 2550 (J/kg.K)
Vậy nhiệt dung riêng của chất lỏng đổ thêm vào là 2550J/kg.K	 
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
3
(2,0 điểm)
Giải: Ta có sơ đồ mạch điện như hình vẽ sau.
Gọi R1 là điện trở của vôn kế V1.
Gọi R2 là điện trở của vôn kế V2.
Trường hợp 1: Ta có I = .
U= Ud + U1 = I. R + U1 = .R + U1= .R + 8 (1)
Trường hợp 2 : Ta có I’ = = 
U = Ud’ + U’1 + U2 = I’R + 6 + 3 = .R + 9 (2)
Từ (1) và (2) ta suy ra : .R + 8 = .R + 9
R1 = 2R (3).
Thay (3) vào (1) ta có :
U = + 8 = 12 (V). 
 Vậy hiệu điện thế của nguồn là 12 V.
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
4
(2,5 điểm)
5
(2,0 điểm
R2
R4
R1
R3
U
I3
I4
I2
I1
I
1.(1đ)
Ta có ( (R3 // R4 ) nt R2 ) //R1
Cường độ dòng điện qua các điện trở và qua ampe kế :
R234 = R2 + R34 = 9 + 3 = 12	
U34 = I2.R34 = 2.3 = 6V
Ia = I1 + I3 = 2 + 1 = 3A 
0,25đ
 0,25đ 
0,25đ 
0,25đ
2.(1,5 đ)
R2
R4
R1
R3
U
V
Tìm R3 để số chỉ vôn kế là 16V . Gọi R3 = x
Ta có ( ( R1 nt R3 ) // R2 ) nt R4 
U1 = U - UV = 24 - 16 = 8V
 A 	
suy ra = I4 
Ta có UV = U3 + U4 = I3.R3 + I4.R4 = I1.R3 + I4.R4 	
	 10x + 84 = 144 suy ra x = 6.
Vậy để số chỉ của vôn kế là 16V thì R3 = 6 
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
*Lúc 3 lò xo mắc song song:
Điện trở tương đương của ấm:
	R1 = 
Dòng điện chạy trong mạch:	
	I1 = 
Thời gian t1 cần thiết để đun ấm nước đến khi sôi:
	Q = R1.I2.t1 
hay t1 = (1)
*Lúc 2 lò xo mắc song song: (Tương tự trên ta có )
	R2 = 	 
	I2 = 	( 0,25đ )
	t2 = ( 2 ) 
Lập tỉ số ta được: *Vậy t1 t2 
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
 0,25đ
--------------- HẾT ---------------