Đề học sinh giỏi môn lý lớp 9 năm 2015-2016

ĐỀ HSG LỚP 9 NĂM 2015-2016
M UMN N 
R1	D	R2 
C	
A	
Bài 1: Cho mạch điện MN như hình vẽ dưới đây, hiệu điện thế ở hai đầu mạch điện không đổi UMN = 7V; các điện trở R1 = 3W và R2 = 6W . AB là một dây dẫn điện có chiều dài 1,5m tiết diện không đổi S = 0,1mm2, điện trở suất r = 4.10-7 Wm ; điện trở của ampe kế A và các dây nối không đáng kể : 
 a/ Tính điện trở của dây dẫn AB ?
b/ Dịch chuyển con chạy c sao cho AC = 1/2 BC. 
 Tính cường độ dòng điện qua ampe kế ?
 c/ Xác định vị trí con chạy C để Ia = 1/3A ?
Bài 2:
Một bình hình trụ có bán kính đáy R= 20cm được đặt thẳng đứng chứa nước ở nhiệt độ t= 20c. Người ta thả một quả cầu bằng nhôm có bán kính R= 10cm ở nhiệt độ t= 40c vào bình thì khi cân bằng mực nước trong bình ngập chính giữa quả cầu. 
Cho khối lượng riêng của nước D= 1000kg/m và của nhôm D= 2700kg/m, nhiệt dung riêng của nước C= 4200J/kg.K và của nhôm C= 880J/kg.K. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với bình và với môi trường.
	a. Tìm nhiệt độ của nước khi cân bằng nhiệt.
	b. Đổ thêm dầu ở nhiệt độ t= 15c vào bình cho vừa đủ ngập quả cầu. Biết khối lượng riêng và nhiệt dung riêng của dầu D= 800kg/m và C= 2800J/kg.K.
	Xác định: Nhiệt độ của hệ khi cân bằng nhiệt? Áp lực của quả cầu lên đáy bình? 
R3
R1 R2
A
Bài 3 Cho 3 điện trở R1; R2 và R3 = 16 . Các điện trở chỉ chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là U1 = U2 = 6V; U3 = 12 V. Người ta ghép 3 điện trở thành đoạn mạch như hình vẽ thì thấy điện trở của đoạn mạch là RAB = 8
Tính R1 và R2; biết rằng nếu đổi chỗ R3 với R2 thì 
B
điện trở của đoạn mạch là RAB = 7,5 .	 
Tính công suất lớn nhất mà bộ điện trở chịu được ? 	 
Bài 4: Một ôtô chuyển động từ A tới B, trên nửa đoạn đường đầu ôtô đi với vận tốc 60km/h. Phần còn lại ôtô chuyển động trong nửa thời gian đầu với vận tốc 15km/h và 45km/h trong nửa thời gian sau. Tính vận tốc trung bình của ôtô trên cả quãng đường.
Bài 8: (6 điểm).
	Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ 1:
	R = 4; Đ: 6V – 3W; R2 là một biến trở
	UMN = 10V không đổi.
(Hình 1)
a. Xác định R2 để đèn sáng bình thường.
b. Xác định R2 để công suất tiêu thụ trên R2 là cực đại. Tìm giá trị đó?
c. Xác định R2 để công suất tiêu thụ trên đoạn mạch song song là cực đại. Tìm giá trị đó?
Hướng dẫn giải:
Bài 1a/ Áp dụng công thức tính điện trở ; thay số và tính Þ RAB = 6W
b/ Khi Þ RAC = .RAB Þ RAC = 2W và có RCB = RAB - RAC = 4W 
 Xét mạch cầu MN ta có nên mạch cầu là cân bằng. Vậy IA = 0
c/ Đặt RAC = x ( ĐK : 0 x 6W ) ta có RCB = ( 6 - x )
* Điện trở mạch ngoài gồm ( R1 // RAC ) nối tiếp ( R2 // RCB ) là = ?
* Cường độ dòng điện trong mạch chính : ?
* Áp dụng công thức tính HĐT của mạch // có : UAD = RAD . I = = ?
 Và UDB = RDB . I = = ?
* Ta có cường độ dòng điện qua R1 ; R2 lần lượt là : I1 = = ? và I2 = = ?
 + Nếu cực dương của ampe kế gắn vào D thì : I1 = Ia + I2 Þ Ia = I1 - I2 = ? (1)
 Thay Ia = 1/3A vào (1) Þ Phương trình bậc 2 theo x, giải PT này được x = 3W ( loại giá trị -18)
 + Nếu cực dương của ampe kế gắn vào C thì : Ia = I2 - I1 = ? (2)
 Thay Ia = 1/3A vào (2) Þ Phương trình bậc 2 khác theo x, giải PT này được x = 1,2W ( loại 25,8 vì > 6 )
Bài 2:
a (2đ)
Nhiệt độ của nước khi cân bằng nhiệt
- Khối lượng của nước trong bình là:
m= V.D= (R.R- .R).D 10,467 (kg). 
- Khối lượng của quả cầu là: m= V.D= R.D= 11,304 (kg).
- Phương trình cân bằng nhiệt: cm( t - t ) = cm( t- t )
Suy ra: t = = 23,7c. 
b
( 2 đ)
- Thể tích của dầu và nước bằng nhau nên khối lượng của dầu là:
m= = 8,37 (kg). 
- Tương tự như trên, nhiệt độ của hệ khi cân bằng nhiệt là:
t= 21c 
1 đ
- Áp lực của quả cầu lên đáy bình là:
F = P2- FA= 10.m2 - . R( D+ D).10 75,4(N) 
Bài 3:a) Mắc R3 //(R1ntR2) 
RAB = R3 . (R1+ R2) /(R3 + R1+R2) = 8	 (1)
Mắc R2 //(R1 + R3)
RAB = R2 . (R1+ R3 /(R2 + R1+R3) = 7,5 (2)
Thay R3 = 8 giải (1) ; (2) tìm được R1= 4; R2 = 12
b)Tính cường độ dòng điện tối đa đi qua điện trở R1 và R2 lần lượt là:
Imax1 = 6/4 = 1,5 A ; Imax2 = 6/12 = 0,5 A
Do 2 điện trở này mắc nối tiếp nên C Đ D Đ đi qua nhánh này tối đa l à 0,5 A
Vậy hiệu điện thế tối đa đặt vào AB l à : UAB = 0,5 . (4+12) = 8 V
Công suất lớn nhất mà bộ điện trở này chịu được là
P = U2/Rt đ = 82 /8 = 8 W
Bài 4: Gọi S là quãng đường.
Thời gian đi nửa quãng đường đầu t1 = . 
Thời gian đi nửa quãng đường sau là t2. Quãng đường đi được tương ứng với khoảng thời gian là 	S2 = v2. S3 = v3. 
Mặt khác S2 + S3 = v2 + v3 = (v2 + v3)t2 = S => t2 = 
Vậy vận tốc trung bình trên cả quãng đường là:
Vtb = = = == 40km/h