Đề thi học sinh giỏi cấp trường Vật lí lớp 9 - Đề số 1 - Trường THCS Văn Miếu

§Ò sè I:
Phßng gd & ®t thanh s¬n	 ®Ò thi hsg vßng tr­êng
 Tr­êng thcs v¨n miÕu	 MÔN: VẬT LÝ
 @&? 	(Thời gian:90 phút(Không kể thời gian giao đề)
Bài 1:(3.0điểm)
	Trong bình hình trụ,tiết diện S chứa nước có chiều cao H = 15cm .Người ta thả vào bình một thanh đồng chất, tiết diện đều sao cho nó nổi trong nước thì mực nước dâng lên một đoạn h = 8cm.
	a)Nếu nhấn chìm thanh hoàn toàn thì mực nước sẽ cao bao nhiêu ?(Biết khối lượng riêng của nước và thanh lần lượt là D1 = 1g/cm3 ; D2 = 0,8g/cm3
	b)Tính công thực hiện khi nhấn chìm hoàn toàn thanh, biết thanh có chiều dài l = 20cm ; tiết diện S’ = 10cm2.	
Bài 2:(2,0diểm)
	Một bếp dầu đun sôi 1 lít nước đựng trong ấm bằng nhôm khối lượng m2 = 300g thì sau thời gian t1 = 10 phút nước sôi .Nếu dùng bếp trên để đun 2 lít nước trong cùng điều kiện thì sau bao lâu nước sôi ?(Biết nhiệt dung riêng của nước và nhôm lần lượt là c1 = 4200J/kg.K ; c2 = 880J/kg.K .Biết nhiệt do bếp dầu cung cấp một cách đều đặn
U
A
B
R2
C
R1
V
+
-
RV
Bài 3:(2,5điểm)
	Cho mạch điện như hình vẽ 
U1=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 cườngđộ dòng điện qua các điện trở R1 
và R2 .
	b) Nếu mắc vôn kế song song với điện
Bài 4: (2,5điểm)
	Dùng nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U0 = 32V để thắp sáng một bộ bóng đèn cùng loại (2,5V-1,25W).Dây nối trong bộ đèn có điện trở không đáng kể. Dây nối từ bộ bóng đèn đến nguồn điện có điện trở là R=1W
Tìm công suất tối đa mà bộ bóng có thể tiêu thụ.
Tìm cách ghép bóng để chúng sáng bình thường.
 trở R2, vôn kế chỉ bao nhiêu ?
n
N
M
A
B
R
®Ò sè I: 
Phßng gd & ®t thanh s¬n	 ®¸p ¸n ®Ò thi hsg vßng tr­êng
 Tr­êng thcs v¨n miÕu	 MÔN: VẬT LÝ
 @&? 
Bài 1: 
Gọi tiết diện và chiều dài thanh là S’ và l. Ta có trọng lượng của thanh:
	P = 10.D2.S’.l 
	Thể tích nước dâng lên bằng thể tích phần chìm trong nước :
	V = ( S – S’).h
H
h
l
P
F1
S’
	Lực đẩy Acsimet tác dụng vào thanh : F1 = 10.D1(S – S’).h 
Do thanh cân bằng nên: P = F1 
	Þ 10.D2.S’.l = 10.D1.(S – S’).h
	Þ (*) (0,5đ) 
Khi thanh chìm hoàn toàn trong nước, nước dâng lên một lượng bằng thể tích thanh.
Gọi Vo là thể tích thanh. Ta có : Vo = S’.l
Thay (*) vào ta được:
Lúc đó mực nước dâng lên 1 đoạn Dh ( so với khi chưa thả thanh vào)
	 (0,5đ)
H
h
P
F2
S’
F
l
Từ đó chiều cao cột nước trong bình là: H’ = H +Dh =H +
	 H’ = 25 cm	(0,5đ)
Lực tác dụng vào thanh lúc này gồm : Trọng lượng P, lực đẩy Acsimet F2 và lực tác dụng F. Do thanh cân bằng nên :
F = F2 - P = 10.D1.Vo – 10.D2.S’.l
F = 10( D1 – D2).S’.l = 2.S’.l = 0,4 N	(0,5đ)
Từ pt(*) suy ra :
Do đó khi thanh đi vào nước thêm 1 đoạn x có thể tích DV = x.S’ thì nước dâng thêm một đoạn:
Mặt khác nước dâng thêm so với lúc đầu: 
	 nghĩa là : 
Vậy thanh đợc di chuyển thêm một đoạn: x +. (0,5đ) Và lực tác dụng tăng đều từ 0 đến F = 0,4 N nên công thực hiện được:
	 (0,5đ)
Bài 2:
Gọi Q1 và Q2 là nhiệt lượng cần cung cấp cho nước và ấm nhôm trong hai lần đun, ta có:
 Q1 = ; Q2=	(0,5đ)
(m1, m2 là khối lượng nước và ấm trong hai lần đun đầu).
Mặt khác, do nhiệt toả ra một cách đều đặn nghĩa là thời gian đun càng lâu thì nhiệt toả ra càng lớn. Do đó:
	Q1 = kt1 ; Q2 = kt2 ; (k là hệ số tỉ lệ nào đó)	
Ta suy ra:
	kt1 = ; kt2 = 	(0,5đ)
Lập tỷ số ta được :
	hay: t2 = ( 1+ ) t1	(0,5đ) 
Vậy :	t2 =(1+).10 = (1+0,94).10 = 19,4 phút.	(0,5đ)
Bài 3:
a)Cường độ dòng điện qua R1 (Hình vẽ)
	I1 = (0,5đ)
 Cường độ dòng điện qua R2 là:
	I2 = (0,5đ)
b)trước hết ta tính RV :
Hình vẽ câu a ta có:
	I2 = IV + I1 
Hay : IV = I2 – I1 = 0,04 - 0,03 = 0,01 (A).
vậy : RV = (0,5đ)
V
R2
IV
B
R1
I1
U
	+ -
V
R2
R1
I1
C
B
A
-
+
U
Ta có : UBC = I.RBC = 
 = (0,5đ)
Thay số vào ta được : UAC = 90V (0,5đ)
Vậy vôn kế chỉ 90V .
Bài 4:
a)Gọi I là dòng điện qua R, công suất của bộ đèn là :
	P = U.I – RI2 = 32.I – I2 hay : I2 – 32I + P = 0 (0,5đ)
Hàm số trên có cực đại khi P = 256W
Vậy công suất lớn nhất của bộ đèn là Pmax = 256W (0,5đ)
b)Gọi m là số dãy đèn, n là số đèn trong một dãy:
 *Giải theo công suất :
Khi các đèn sáng bình thường : và I = m . (0,5đ)
Từ đó : U0 . I = RI2 + 1,25m.n Hay 32. 0,5m = 1 (0,5)2 = 1,25m.n
	64 = m + 5n ; m, n nguyên dương (1) (0,5đ)
Giải phương trình (1) ta có 12 nghiệm sau : (0,5đ)
n	 1	 2	 3	 4	 5	 6	 7	 8	 9	10	11	12
m 59	54	49	44	39	34	29	24	19	14	 9	 4 
	*Giải theo phương trình thế :U0 =UAB + IR	
	với : UAB = 2,5n ; IR = 0,5m.1 = 0,5m
 Ta được phương trình (1) đã biết 64 = 5n + m
	*Giải theo phương trình dòng điện :
	 RAB = Và I = m.= 0,5m
 Mặt khác : I = 
 Hay : 0,5m = 64 = 5n + m