Đề thi học sinh giỏi cấp trường Vật lí lớp 9 - Đề số 7 - Trường THCS Văn Miếu

§Ò sè vii:
 Phßng gd & ®t thanh s¬n	 ®Ò thi hsg vßng tr­êng
 Tr­êng thcs v¨n miÕu	 MÔN: VẬT LÝ
 Thời gian làm bài: 150 phút (Không kể thời gian giao đề )
Bài 1: (4điểm) Bình thông nhau gồm hai nhánh hình trụ tiết 
diện lần lượt là S1, S2 có chứa nước như hình vẽ. Trên mặt nước 
có đặt các pittông mỏng, khối lượng m1, m2 . Mực nước hai nhánh 
chênh nhau một đoạn h = 10cm.
a. Tính khối lượng m của quả cân đặt lên pittông lớn để 
mực nước ở hai nhánh ngang nhau.
b. Nếu đặt quả cân sang pittông nhỏ thì mực nước hai nhánh
lúc bấy giờ sẽ chênh nhau một đoạn H bằng bao nhiêu? 
Cho khối lượng riêng của nước D = 1000kg/m3, S1 = 200cm2, S2 = 100cm2 và bỏ qua áp suất khí quyển. 
Bài 2: (4điểm) Có một khối nước đá nặng100g ở nhiệt độ –100C.
a.Tính nhiệt lượng cần cung cấp để đưa nhiệt độ khối nước đá lên đến 00C. Cho nhiệt dung riêng của nước đá là 1800J/ kg.K.
 	b. Người ta đặt một thỏi đồng khối lượng 150g ở nhiệt độ 1000C lên trên khối nước đá này đang ở 00C. Tính khối lượng nước đá bị nóng chảy. Cho nhiệt dung riêng của đồng là 380J/kg.K, nhiệt nóng chảy của nước đá là 3,4. 105J/kg.
c. Sau đó tất cả được đặt vào bình cách nhiệt có nhiệt dung không đáng kể. Tìm khối lượng hơi nước cần phải dẫn vào để toàn bộ hệ thống có nhiệt độ 200C. Cho biết nhiệt hóa hơi, nhiệt dung riêng của nước lần lượt là 2,3.106J/kg , 4200J/kg.K.
Bài 3: (5điểm) Cho mạch điện như hình vẽ.
Biết UAB = 90V, R1 = 40; R2 = 90 ; R4 = 20; R3 là 
một biến trở. Bỏ qua điện trở của ampe kế, khóa K và dây 
nối.
a.Cho R3 = 30 tính điện trở tương đương của đoạn 
mạch AB và số chỉ của ampe kế trong hai trường hợp :
	 + Khóa K mở.
	 + Khóa K đóng.
b.Tính R3 để số chỉ của ampe kế khi K đóng cũng như khi K ngắt là bằng nhau. 
Bài 4: (5điểm) Một vật sáng AB cách màn một khoảng L, khoảng giữa vật và màn đặt một thấu kính hội tụ có tiêu cự f và quang tâm O. Biết AB và màn vuông góc với trục chính của thấu kính, A nằm trên trục chính của thấu kính với OA > f, ảnh A’B’hiện rõ trên màn.
 a. Chứng minh : với d = OA, d’ = OA’.
 b. Tìm điều kiện để có được ảnh rõ nét trên màn.
 c. Đặt l là khoảng cách giữa hai vị trí của thấu kính cho ảnh rõ nét trên màn. Hãy chứng minh công thức f = . 
Bài 5: (2điểm) Hãy tìm cách xác định khối lượng riêng của thủy ngân. Cho dụng cụ gồm :
 + Lọ thủy tinh rỗng đủ lớn.
 + Nước có khối lượng riêng D
 + Cân đồng hồ có độ chính xác cao, có giới hạn đo và độ chia nhỏ nhất phù hợp.
	 - HẾT -	
§Ò sè vii:
Phßng gd & ®t thanh s¬n	 ®¸p ¸n ®Ò thi hsg vßng tr­êng
 Tr­êng thcs v¨n miÕu	 MÔN: VẬT LÝ
HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ CHÍNH THỨC
MÔN VẬT LÝ 
Câu
Nội dung yêu cầu trình bày 
Điểm
 Câu 1
( 4 đ )
a
(2,5đ)
-Áp suất ở mặt dưới pittông nhỏ là :
 (1)
- Khi đặt quả cân m lên pittông lớn mực nước ở hai bên ngang nhau nên:
 (2)
 Từ (1) và (2) ta có : 
 ó => m = DS1h = 2kg
0,75
0,75
0,5
0,5
b
(1,5đ)
Khi chuyển quả cân sang pittông nhỏ thì ta có :
 ó
 ó (3)
Kết hợp (1), (3) và m = DhS1 ta có : 
 H = h( 1 +)
 H = 0,3m
0,5
0,5
0,5
Câu 2
( 4đ)
a
(1đ)
Gọi các nhiệt độ lần lượt là: t1 = - 100C; t1’ = 00C; t2 = 1000C; t = 200C.
Nhiệt lượng cần thiết :
 Q1 = m1c1(t1’ – t1) = 1800J
1,0
b
(1,75đ)
Giả sử nước đá nóng chảy hoàn toàn thì nhiệt lượng cần cung cấp là:
 Q1’ = m1l = 34000J
Nhiệt lượng miếng đồng tỏa ra khi hạ nhiệt độ xuống 00C là :
 Q2 = m2c2( t2 – t1’) = 5700J
Ta thấy Q1’ > Q2 nên chỉ có một phần nước đá nóng chảy.
Nhiệt lượng nước đá thu vào để nóng chảy là : Q1’’ = m. l
Theo phương trình cân bằng nhiệt ta có : Q1’’ = Q2 
 m. l = Q2
Khối lượng nước đá bị nóng chảy là : m = » 0,0167kg
0,25
0,5
0,25
0,25
0,5
c
(1,25đ)
Nhiệt lượng do hơi nước tỏa ra :
 Q3 = m3L + m3c3 (t2 – t)
 Q3 = 2636000m3 
Nhiệt lượng nước đá và thỏi kim loại thu vào:
 Q’ = m’l + m1c3 (t – t1’) + m2c2 (t – t1’) 
 Với m’ = m1 - m
Thay số vào và tính được Q’ = 37842J
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt ta có Q3 = Q’ 
 2636000m3 = 37841,6
 => m3 » 0,0144kg
0,5
0,5
0,25
Câu 3
( 5 đ )
 a
( 3đ)
+ Khi K mở đoạn mạch được vẽ lại : 
RAB = RAD + R3 = = 66W 
IAB = = 1,36A
 UAD = IAB . RAD = 48,96V
Số chỉ của ampe kế : Ia = I4 = 0,816A
+ Khi K đóng đoạn mạch được vẽ lại : 
A
R3
R2
B
R1
A
R4
D
R234 = R2 + R34 = R2 + = 102 W
Tính đúng : RAB = = 28,7W
 I234 = = 0,88A
 U34 = I234 .R34 = 10,56 V
 => Ia = = 0,528A
0,25
0,5
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
b
(2đ)
+ K mở : 
RAB = = 36 +R3 
Ia = I1 = I4 = (1)
+ K đóng : 
 R34 = 
R234 = R2 + R34 = 
I2 = I34 = 
U34 = I34 . R34 = 
Ia = I4 = (2)
Từ (1) và (2) => R32 - 30R3 – 1080 = 0 
Giải phương trình ta có : R3 = 51,1W ( Chọn )
 R3 = - 21,1( Loại vì R3 < 0)
0,5
0,25
0,25
0,25
0,25
0,5
Câu 4
( 5đ )
a
 (1,25đ)
B’
F’
O
B
D
A
I
A’
F
D OAB ~ D OA’B’ (g.g) => (1)
D OIF’ ~ D A’B’F’ (g.g) => (2)
Từ (1) và (2) => 
 => (3)
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
b
(1,25đ)
Ta có L = d + d’ => d’ = L – d (4)
Từ (3) và (4) => d2 – Ld + Lf = 0 
D = L2 – 4Lf
Để thu được ảnh rõ nét trên màn thì d2 – Ld + Lf = 0 phải có nghiệm
 => D = L2 – 4Lf ³ 0 Hay L ³ 4f
0,25
0,5
0,25
0,25
c
(2,5đ)
Từ câu b ta có D = L2 – 4Lf vì bài toán có hai vị trí nhìn thấy ảnh thật nên D >0 
d1 = và d2 = 
 d1’ = L – d1 = 
d2’ = L – d2 = 
=> d1 = d2’ ; d2 = d1’ Vậy hai vị trí của thấu kính cho ảnh thật rõ nét đối xứng với nhau qua mặt trung trực giữa vật và màn.
B2’
B1’
A’
O2
H
A
B
O1
D
 l
d1 = O1 A ; d1’ = O1A’
 d2 = O2A ; d2’ = O2A’
+ Vị trí 1:
 O1A = HA – HO1 => d1 = 
 O1A’ = O1H + HA’ => d1’ = 
 => 
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,5
0,5
Câu 5
( 2 đ ) 
Dùng cân xác định khối lượng của lọ rỗng : m
Đổ nước đầy lọ rồi xác định khối lượng của lọ nước : m1 
 => Khối lượng nước : mn = m1 – m 
- Dung tích của lọ : D = 
- Đổ hết nước ra, rồi đổ thủy ngân vào đầy lọ, xác định khối lượng của lọ thủy ngân : m2 
 => Khối lượng thủy ngân : mHg = m2 – m
- Dung tích của lọ không đổi nên khối lượng riêng của thủy ngân là:
 DHg = 
0,25
0,25
0,25
0,5
0,25
0,5
Ghi chú : 
- Học sinh có thể giải theo cách khác , nếu đúng vẫn cho điểm tối đa .
 - Sai hay thiếu đơn vị ở kết quả mỗi câu à trừ 0,25 điểm .Trừ tối đa 1,0 điểm cho toàn bài