Đề thi học sinh giỏi lớp 9 môn vật lý

ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9
 MÔN VẬT LÝ 
&&
II. CHỦ ĐỀ 2: LỰC ĐẨY AC-SI-MET 
Bài 1: Một khối nhôm hình lập phương cạnh 20 cm nổi trên một châu thuỷ ngân. Người ta đổ trên mặt
 thuỷ ngân một lớp dầu hoả sao cho dầu ngập ngang mặt trên khối lập phương. 
Tìm chiều cao lớp thuỷ ngân biết khối lượng riêng của nhôm là 2,7 g/cm3 , của thuỷ ngân là 
13,6 g/cm3, của dầu 800 kg/m3 
Tính áp suất ở mặt dưới khối lập phương.
Bài 2: Một khối kim loại có trọng lượng 12 N, khi nhúng vào nước thì trọng lượng của nó chỉ còn 8,4N.
Tính lực đẩy Acsimet của nước tác dụng vào khối lượng kim loại.
Tính thể tích khối kim loại. Biết trọng lượng riêng của nước là 10 000N/m3.
III.CHỦ ĐỀ 3:NHIỆT HỌC 
Bài 1: Dẫn m1 =300g hơi nước ở nhiệt độ t1 = 100oC vào một bình có m2 =500g nước đá ở nhiệt độ 
t2 =00C . Tính nhiệt độ và khối lượng nước có trong bình khi có cân bằng nhiệt . Biết nhiệt hoá hơi của
 nước là 2,3.106 J/kg , nhiệt nóng chảy của nước đá là 3,4.105 J/kg. 
Bài 2:Trong một bình nhiệt lượng kế ban đầu có chứa m0=400g nước ở nhiệt độ t0=250C. Cho thêm một khối lượng nước là t1=200C. Cho thêm một cục nước đá có khối lượng m2 ở nhiệt độ t2= -100C vào bình
thì cuối cùng trong bình có khối lượng M=700g nước ở nhiệt độ t3=500C. Tìm m1,tx,m2 ?
Biết rằng nhiệt dung riêng của nước c1= 4200J/kg.K, nhiệt dung riêng của nước đá c2 = 1800J/kg.K, nhiệt nóng chảy của nước đá là = 336000J/kg. Bỏ qua sự trao đổi của các chất trong bình nhiệt lượng kế và môi trường. 
A
I.CHỦ ĐỀ 1 :ĐIỆN HỌC	 R1
Bài 1: Cho đoạn mạch điện như hình vẽ. 
Với R1 = 30; R2 = R3 = R4 = 20.UAB không đổi.	 R3
 Dòng điện qua Ampekế là 6A.
a. Tìm điện trở tương đương của đoạn mạch (0,75đ) 
b. Tìm cường độ qua các điện trở (1,5đ) R2 R4 c. Bỏ R4 thì cường độ dòng điện qua Ampekế là bao nhiêu ? (0,75đ)
Bài 2:Cho mạch điện như hình vẽ. Hiệu điện thế hai dầu đoạn mạch 
U = 60 V, R1 = 10,R2 = R5 = 20, R3 = R4 = 40
V
Vôn kế V là lý tưởng, bỏ qua điện trở các dây nối. R2 P R3 
Câu a: Tìm số chỉ của vôn kế
Câu b: Nếu thay vôn kế V bằng một bóng đèn có dòng điện định mức R3
 Id = 0,4 A mắc vào hai điểm P và Q của mạch điện thì bóng đèn R4 R5 
sáng bình thường.Tìm điện trở của bóng đèn? M N
 Q
 R1
ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9
 MÔN VẬT LÝ 
&&
ĐÁP ÁN
II. CHỦ ĐỀ 2: LỰC ĐẨY AC-SI-MET 
Bài 1: 
Gọi khối lượng riêng của nhôm là D , của thuỷ ngân là D1. Trọng lượng riêng của nhôm, thuỷ
 ngân, của dầu lần lượt là: d, d1, d2. 
D=2,7g/cm3 d=27000N/m3
D1 = 13,6g/cm3 =13600 kg/m3 d1 = 136000N/m3 ; d2 = 8000N/m3
Gọi x là chiều cao của khối nhôm nhập trong thuỷ ngân 
Vậy 0,2- x :là chiều caocủa khối nhôm nhập trong dầu 
V1 = 0,2. 0,2.x = 0,04x 
V2 = 0,2.0,2.( 0,2-x) = 0,04(0,2-x)
Lực do thuỷ ngân đẩy khối nhôm :
F1= d1.V1= 0,04.d1.x
Lực do dầu đẩy khối nhôm: 
F2 = d2.V2 = 0,04(0,2-x).d2 
Lực đẩy của thuỷ ngân và dầu lên khối nhôm:
F = F1+F2 = 0,04.d1.x + 0,04.(0,2-x).d2
Trọng lượng của khối nhôm:
P = d.V = 0,008.d
Khối nhôm nổi giữa dầu và thuỷ ngân thì trọng lượng của nó phải bằng lực đẩy của thuỷ ngân và 
dầu tức là:
0,008.d = 0,04.d1.x + 0,04(0,2-x).d2
0,2d = d1.x + (0,2-x).d2
0,2d = d1.x +0,2.d2-x.d2
0,2(d-d2) = x(d1-d2)
x = 
=>chiều dày của lớp dầu là :
0,2-0,03 = 0,17m =17 cm
b. Áp suất mặt dưới của khối lập phương chính là áp suất gây ra bởi cột thuỷ ngân cao 0,03m và 
cột dầu cao 17cm. Vậy áp suất ở mặt dưới khối lập phương là:
p =d1.0,03+d2.0,17
p=136000.0,03+8000.0,17
p=5440N/m2
Bài 2: 
Lực đẩy Acsimet đặt vào khối kim loại 
F = P – P’=12 – 8,4= 3,6(N)
b) Thể tích của khối kim loại là :
F= d.V=> V==
III.CHỦ ĐỀ 3:NHIỆT HỌC 
Bài 1: 
Nếu hơi nước ngưng tụ hết , nó toả ra nhiệt lượng :
Q1 = L.m1 = 2,3.106.0,3 = 6,9.105 (J)
Nhiệt lượng cần để nước đá nóng chảy hết:
Q2 = .m2 =0,5.3,4.105= 1,7.105 (J)
Q1> Q2 chứng tỏ nước đá nóng chảy hết. 
Nhiệt lượng Q’2 cần thiết để làm nước từ t2 nóng tới t1: 
Q’2=c.m(t1-t2)= 4200.0,5.100=2,1.105 (J)
Q2+Q’2=3,8.105 (J)
Vậy Q1>Q2+Q’2 Chứng tỏ nước nóng tới được 100oC.
Còn hơi nước dẫn vào thì không ngưng tụ hết, nên:
Nhiệt độ khi cần bằng nhiệt là 1000C.
Khối lượng hơi nước ngưng tụ : m’= 
Khối lượng nước có trong bình khi đó là:
M = m2 +m’ = 0,5+0,165= 0,665 Kg = 665g
Bài 2:
Quá trình cân bằng nhiệt sau khi đổ m1 ở nhiệt độ tx vào bình thì nhiệt độ cân bằng cuối là t1:
c1.m0(t0-t1) = c1.m1(t1-tx)
=>t1= (1)
Ta có m0+ m1+ m2 = M
=>m1+ m2 = M-m0 = 700-400 =3 00g = 0,3 kg (2)
Khi thả cục nước đá vào ta có:
Qtoả ==c1(m0+m1).(t1-t3)
Qthu=m2c2.(0-t2)+m2+m2c1.(t3-0)
Ta có Qtoả = Qthu
óc1.(m0+m1).(t1-t3)=m2c2.(0-t2)+m2+m2c1.(t3-0)
óc1.(m0+m1).(t1-t3)=-m2c2t2+m2+m2c1t3 (3) 
Thay số vào ta được:
375m2=(0,4+m1).63 (4)
Từ(2)và (4) ta được:
m1= 0,19932kg
m2= 0,10068kg
Thay m1 vào m2 vào (1)
=>ta được tx=9,970C
LỚP 9
I.CHỦ ĐỀ 1 :ĐIỆN HỌC
Bài 1: Mạch điện được vẽ lại như sau :
 R1 
 . . R3 .
 R2
 R4
Tính R1234. Ampekế và dây nối có điện trở không đáng kể nên U = 0
 Ta tìm các điện trở :
 R34 = R3.R4/ (R3+R4) =20.20/(20+20) =10 
 R234 = R2+ R34 = 20 + 10 =30 
 R1234 = R1. R234 = 30.30/(30+30) = 15 
 b. Tính các cường độ dòng điện
 R3 = R4 => I3 = I4
 R1 = R234 => I1= I2
I3 = I4= I1/2 = I2/2
Mặt khác ta có
IA = I3+ I1 = 6A
 => I1 + I2/2 = 3I1/2 = 6A 
 => I1 = 4A = I 2
 I3 = I4 = 2A
c. Số chỉ của Ampekế khi bỏ R4 mạch điện được vẽ lại 
R1234 = R1.R23/ (R1 + R23) = 30.40/ (34+40) = 1200/70 = 120/7 
UAB = R1.I1 = 30.4 = 120 V
Số chỉ của Ampekế lúc này là 
 R1
A
I = U/R =120/ (120/7) = 7 A . .
 R2 R3
Bài 2: 
V
 R2 P R3 
 R4 R
a) Khi vôn kế mắc vào hai điểm P và Q ta có (R2 n tR3)// (R4 nt R5) 
 R23 = R45 = 60 R1 Q
 => RMN= 30
 - Điện trở tương đ ương toàn mạch: U
 R = RMN + R1 = 30 + 10 = 40
 - Cường độ dòng điện trong mạch chính 
- Cường độ dòng địên qua R2 và R4
 I2 = I4 =
=> UPQ = R4.I4 –R2.I2 = 40.0,75 -20. 0,75 = 15 V
 Vậy số chỉ của vôn kế là 15 V
b) Khi thay vôn kế V bởi đèn .
 Do R2=R5 và R3=R4 (mạch đối xứng)
Ta có: I2=I5 ; I3=I4
=> I=I2+I3 và Iđ=I2-I3=0,4A (1)
Mặt khác ta có: U=U1+U2+U3=(I2+I3)R1+R2I2+R3I3
 60=10(I2+I3)+20I2+40I3
 6 =3I2 + 5I3 (2)
Giải 2 hệ phương trình (1) và (2)
Ta được: I2 =1A = I5 ; I3 = 0,6A = I4
Mặt khác ta có: UMN=I2R2+I3R3=I2R2+IđRđ+I5R5
I3R3= IđRđ+I5R5
 0,6.40=0,4Rđ +1.20 => Rđ =10
II. CHỦ ĐỀ 2: QUANG HỌC
 Bài 1: 
Trường hợp ảnh cùng chiều với vật:
 đồng dạng nên: 
= = = 3 à OB/1= 	 
 A/1
 đồng dạng nên:
 A1 F
Từ 2 phương trình trên ta suy ra: 	 B/1 	 B1 O 
 (1)
Trường hợp ảnh ngược chiều (ảnh thật)
 đồng dạng nên:
 à OB/2= 
 đồng dạng nên:
 A2	 I	
Kết hợp 2 phương trình ta có: (2) B2 O F B/2
Giải (1) và (2) ta được a = 15 cm ; f = 15 cm
 	 A/2